• Title/Summary/Keyword: 난류전단속도

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An Estimation of Shear Velocity in Turbulent Open-Channel Flows using DNS data (DNS 자료를 이용한 개수로 난류흐름에서 전단속도 산정)

  • Joung Younghoon;Choi Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.434-438
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    • 2005
  • 본 연구에서는 개수로 흐름에서 전단속도의 분포를 조사하였다. 이를 위해 직사각형 개수로 흐름과 복단면 개수로 흐름에 대한 DNS 자료를 이용하였으며, 계산된 전단속도는 기존의 실험자료 및 수치해석결과와 비교$\cdot$분석되었다. 평균흐름장에서는 직사각형 개수로 흐름의 경우, 자유수면 부근에서 내측이차흐름이 발생하는 것을 볼 수 있었으며, 복단면 개수로 흐름에서는 주수로와 홍수터의 접합부 부근에서 쌍와가 생성되는 것으로 나타났다. 이차흐름의 최대크기는 체적평균된 주흐름방향 유속의 약 $5\%$로서, 직사각형 개수로 흐름에서 발생되는 것보다 더 강하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 이차흐름의 영향으로 주흐름방향 평균유속의 등속선이 편향된 것으로 나타났다. 본 DNS에서 전단속도가 최대값을 갖는 지점은 직사각형 개수로 흐름의 경우 자유수면이며, 복단면 개수로 흐름의 경우 접합부인 것으로 나타났다. 이는 기존 LES 결과와 동일하지만, 실험연구와는 다른 결과이다. 접합부에서 이러한 차이를 보이는 이유는 실험에서 마찰속도를 산정하기 위해 사용하는 방법의 부적합성에 있는 것으로 나타났다.

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Measurement of Air Velocity Using a Slanted Hot-wire (경사진 Hot-wire probe를 사용한 공기속도의 측정에 관한 연구)

  • Chang, Tea Hyun
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • v.1 no.1
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    • pp.21-31
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    • 1989
  • 본 연구에서는 경사진 hot-wire probe 의 특성값을 구하고 열선풍속계의 응답식으로부터 수평원통관내에서 3차원 흐름의 속도성분과 난류 강도 그리고 전단 응력을 pitot tube의 결과와 비교 연구하였다. 또한, 속도 및 난류 강도에 관한 유도된 식을 swirling flow에도 적용하여 만족한 결과를 얻었다.

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Experimental Studies on Flow Characteristics and Thrust Vectoring of Controlled Axisymmetric Jets (원형분사제트 조절을 통한 유동특성 및 제트 벡터링의 효과 고찰)

  • 조형희;이창호;김영석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.04a
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    • pp.63-72
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    • 1997
  • 본 논문은 분사제트 주위에 형성되는 와류를 조절하여 제트를 제어하기 위하여 유동가시화, 속도분포 및 난류성분을 측정하는 실험을 수행하였다. 와류를 조절하기 위한 방법으로 제트노즐 주위에 환형관을 설치하여 환형관으로부터 2차제트를 분사 또는 흡입함으로써 제트주위에 형성되는 전단류를 변화시켰다. 2차제트 분사시 주제트 주위에 형성되는 와류의 발달을 억제함으로써 제트 포텐셜코어의 길이가 아주 길어지는 제트유동을 얻을 수 있었다. 환형관으로부터 주제트주위의 유체를 흡입하는 경우 제트주위의 전단류가 흡입비 R=1.3∼l.65에서 대류불안정성에서 절대불안정성으로 바뀜으로써 형성된 와류가 하류에서 제트중심부까지 발전, 결합되는 것을 방지하여 더 긴포텐셜코어와 중심에서 낮은 난류강도를 얻었다. 위의 결과는 환형관 주위에 부착한 깃의 높이 변화에 따라서 변화하였는데, 이것은 깃이 환형관을 통한 흡입유동의 유로역할을 함으로써 제트밖으로부터 흡입되는 것을 방지할 수 있었다. 분사제트 벡터링을 위하여 제트노즐 주위의 환형관을 이등분하여 한쪽으로만 제트주위의 유동을 흡입함으로써 제트주위에 다른 전단류를 형성함과 동시에 Coanda효과를 이용하여 분사제트를 편향시켰다. 편향되는 정도 및 난류성분은 홉입속도 비에 따라서 크게 바뀌었다.

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An Experimental Study on Turbulent Characteristics in the Wake of Mesh-Screens (메쉬 스크린 후류의 난류유동 특성에 관한 실험적 연구)

  • 강신형;이현구;전우평
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.274-284
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    • 1991
  • Mean flows and Reynolds stresses through circular and elliptic wire-mesh screens in the wind tunnel are measured by using the hot-wire system, and flow structures are investigated. Flow in the core of the wake are nearly uniform and the shear layer is developed along the edge of the screen The turbulent kinetic energy in the core decreases at the fast rate. However turbulence components are not in local equilibrium in the shear layer. The shear layer of the circular screen develops outward according to the radial mean motion. On the other hand, 3-dimensional transverse mean motion was turned to the main mechanism for the elliptic shape of the wake to be circular at the downstream.

Linear estimation of conditional eddies in turbulence (난류구조의 조건와류에 대한 선형적 평가)

  • 성형진
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.12 no.5
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    • pp.1175-1188
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    • 1988
  • Linear estimation in isotropic turbulence is examined to approximate conditional averages in the form of fluctuating velocity fields conditioned on local velocity. The conditional flow fields and their associated vorticity field are computer using experimental data [Van Atta and Chen] and energy spectrum model [Driscoll and Kennedy]. It appears that ring vorticies could be the dominant structure. Due to the extremely large vorticity in the viscous region of a conditional ring vortex, the energy spectrum model can be used appropriately by changing the Reynolds number. The hairpin vortex could be detected by combining vorticies in isotropic field with an anisotropic orientation imbedded in uniform mean shear flow and this is consistent with other studies [Kim and Moin].

Investigation on the Turbulence Structure of Reattaching Separated Shear Layer Past a Two-Dimensional Vetrical Fenc(I) (2次元 垂直壁을 지니는 再附着 剝離 斷層 의 亂流構造 에 관한 硏究 (I))

  • 김경천;정명균
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.4
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    • pp.403-413
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    • 1985
  • Hot-wire measurements of second and third-order mean products of velocity fluctuations have been made in the separated, reattached, and redeveloping boundary layer behind a vertical fence. Mean velocity, wall static pressure distributions have also been measured in the whole flow field. Upstream of the reattachment point, the separated shear layer developes as a free mixing layer, but the gradient of the maximum slope thickness, turbulent intensities and the Reynolds shear stress are higher than that of the mixing layer due to initial streamline curvature and the effects of highly turbulent recirculating flow region. In the reattachment region, Reynolds shear stress and triple products near the surface is far more rapid than the decrease of the shear stress; that is the presence of the solid wall has a marked effect on the apparent gradient diffusivity of intensity or shear stress and throws doubts upon the usefulness of the simple gradient diffusivity model in this region.

A Simple Calculational Method by using Modified Von Mises Transformation applied to the Coaxial Turbulent Jet Mixing (유동함수를 이용한 난류제트혼합유동 계산에 관한 연구)

  • Choi Dong-Whan
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.9 no.2
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    • pp.97-104
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    • 2005
  • A simple but efficient grid generation technique by using the modified compressible form of stream function has been formulated. Transformation of a physical plane to a streamline plane, the Von Mises Transformation, has been widely used to solve the differential equations governing flow phenomena, however, limitation arises in low velocity region of boundary layer, mixing layer and wake region where the relatively large grid spacing is inevitable. Modified Von Mises Transformation with simple mathematical adjustment for the stream function is suggested and applied to solve the confined coaxial turbulent jet mixing with simple $\kappa-\epsilon$ turbulence model. Comparison with several experimental data of axial mean velocity, turbulent kinetic energy, and Reynolds shear stress distribution shows quite good agreement in the mixing layer except in the centerline where the turbulent kinetic energy distributions were somewhat under estimated. This formulation is strongly suggested to be utilized specially for free turbulent mixing layers in axisymmetric flow conditions such as the investigation of mixing behavior, jet noise production and reduction for Turbofan engines.

동축이중공기분류중의 난류확산화염에 관한 실험적 연구(I)

  • 조용대;최병륜
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.4
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    • pp.912-919
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    • 1990
  • 본 연구에서는 다중선회연소기의 원리에 기초하여 속도차가 있는 두 공기류의 전단층에 기체연료를 분출하여 연소시키면 연료가 두 공기류 사이에 유입되므로 연료 가 산화제의 접촉면적이 증대되고 또한 난류혼합속도가 큰 영역으로 연료가 유입되므 로 혼합효과가 증대되어 고부하연소에 적절한 방식이 될 것으로 생각하여 동축이중공 기분류중의 난류 확산화염에 대해 그 화염구조를 밝히고 이 화염을 실용연소기에 응용 하기 위한 기초자료를 얻는데 목적이 있다.

Dispersion Characteristics of Spilled Oil by Waves and Velocity Shear (파랑과 속도전단에 의한 유출유의 분산 특성)

  • Seol Dong-Guan;Ryu Cheong-Ro;Kim Jong-Kyu
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.1 no.2
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    • pp.18-26
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    • 1998
  • The major interest of this paper is how the spilled oil over the sea is dispersed into water column especially under the shear and turbulence such as breaking wave. Two hydraulic experiments were conducted to investigate the oil stick break-up characteristics into small and large droplets under the variation of velocity shear and breaking waves. From the experiments in the shear generator and the wave flume, small droplets which have diameters of tens to hundreds of micrometers were uniformly distributed throughout the whole control volume as time goes by. In addition, it can be seen that the weathered spilled oil has a different break-up mechanism from fresh spilled oil.

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Turbulent Flow and Heat Transfer in Concentric Annuli Depending on Position of Wall Roughness (벽면거칠기위치에 따른 이중동심관내의 난류유동과 열전달)

  • 안수환;손유식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.21 no.2
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    • pp.136-143
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    • 1997
  • 직경 비가 0.56인 이중동심관에 내외측모두 매끈한 벽면, 벽면 거칠기를 안측, 외측, 그리고 양측 모두의 4경우에 대한 난류 유동과 열전달특성을 실험과 이론으로 연구하였다. 시간평균속도분포, 마찰계수, 그리고 최대 속도 지점과 전단응력이 0인 지점들을 피토튜브와 X형 열선 풍속계로 측정하였다. 이중동심관내에서 4가지 경우에 따른 사각돌출형 거칠기효과가 난류 유동과 열전달에 미치는 영향을 수정난류모델을 기초로 하여 연구하였다. 직경비, 거칠기 위치, 레이놀즈수, 그리고 프란틀수 등의 여러 변수에 의해서 난류 유동과 열전달을 고찰하였다. 본 연구는 전체적 효율 측면에서 유리하게 열전달율을 향상시킬수 있는 거칠기 구조를 밝혔다.

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