• 대한기계학회논문집B
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• 제34권8호
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• pp.799-807
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• 2010

폴리머 첨가제에 의한 항력감소 난류 채널 유동에 대한 직접수치모사를 스펙트럴 기법을 통해 수치적으로 해석하였다. 마찰속도 및 채널 높이의 절반으로 무차원화한 레이놀즈수는 395 이며, 폴리머 첨가제에 의해 발생하는 폴리머 응력은 FENE-P 모델을 통해 고려하였다. 폴리머 분자의 이완 시간 및 최대 연신 한계와 같은 FENE-P 모델 인자는 항력감소율에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 항력감소율이 낮은 유동과 높은 유동에 대해 항력감소에 따른 난류 통계량의 변화를 조사하였다. 또한, 동일한 항력감소율을 갖는 유동에 대해, 서로 다른 FENE-P 모델 인자가 난류 통계량의 변화에 미치는 영향도 조사하였다. 최종적으로, Li 등(2006) 이 제시한 유변학 인자들과 항력감소율과의 상관관계식을 본 수치해석 결과를 통해 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.527-528
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• 2012

플라즈마 유동제어를 통한 공기저항저감을 위해 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 구동기를 설계하였고, 2D 시험모델의 풍동시험을 통해 항력저감을 측정하였다. 풍속이 없는 경우에는 유동박리 및 표면마찰저항이 존재하지 않으므로 플라즈마 유동제어를 통한 항력저감도 없었다. 2m/s의 풍속에서 유동박리제어를 통해 항력이 9.7%까지 감소됨을 확인하였으며, 풍속이 증가할수록 항력저감은 감소하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.71-76
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• 2000

This experimental study was conducted to figure out the drag reduction and convective heat transfer in vertical downward two-phase flow with polymer additives. The drag reduction effect were analyzed by using the difference of the pressure drop between the flow with polymer additives and without it. Experimental results show that the pressure drop with polymer additives is less than the pressure drop without polymer in vertical downward two-phase flow. And the convective heat transfer has decreased with increasing the polymer concentration in vertical downward two-phase flow.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.463-466
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• 2002

In order to examine the possibility of using a cavity as a passive device for reduction of skin friction and heat transfer, an intensive parametric study over a broad range of the cavity depth and length at different Reynolds numbers is performed for both laminar and turbulent boundary layers in the present study. Direct and large eddy simulation techniques are used for turbulent boundary layers at low and moderate Reynolds numbers, respectively. for both laminar and turbulent boundary layers over a cavity, a flow oscillation occurs due to the shear layer instability when the cavity depth and length are sufficiently large and it plays an important role in the determination of drag and heat-transfer increase or decrease. For a cavity sufficiently small to suppress the flow oscillation, both the total drag and heat transfer are reduced. Therefore, the applicability of a cavity as a passive device for reduction of drag and heat transfer is fully confirmed in the present study. Scaling based on the wall shear rate of the incoming boundary layer is also proposed and it is found to be valid in steady flow over a cavity.

• 수산해양기술연구
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• 제30권3호
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• pp.209-219
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• 1994

3차원 二重 摸型이 粘性 流體中을 운동할 때 발생하는 점성 摩擦力을 感少시키기 위하여 船體 표면에 流線 방향으로 V-홈(Riblet)의 띠를 그 표면에 부착하였다고 가정하여 점성 마찰력 감소에 관하여 難流 境界層의 特性을 계산하는 수정된 방법을 구하고 그 계산을 위한 프로그램을 작성하였다. 계산 방법으로서는 Hess & Smith의 방법에 의하여 포텐시얼 유동을 계산하고 그것으로부터 구한 유속 값들을 Momentum 적분 방정식에 이용하였다. 補助 방정식으로서는 Head의 식과 점성 마찰력에 관한 Clauser의 식을 사용하였다. 그리고 Riblet의 효과로서는 Gaudet의 실험식을 이용하였다. 그 계산 결과 선체 전표면에 유선의 방향으로 Riblets를 付着하였다고 가정하였을 경우 상당한 점성 마찰력 減少效果를 나타냈으며 Riblet를 선체 전체길이 4등분하여 각각의 표면에 부착시켰을 때도 현저한 점성 마찰력 감소 효과를 나타냈으며 특히 선수 부분의 25% 표면에 부착되었을 때가 다른 영역에 부착하였다고 가정하였을 경우보다도 가장 優秀한 效果를 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.361-372
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• 2019

The flow pattern of air layers and skin-friction drag reduction by air injection are investigated to find the suitable multiphase flow model using unstructured finite-volume CFD solver for the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. In the present computations, two different multiphase flow modeling approaches, such as the Volume of Fluid (VOF) and the Eulerian Multi-Phase (EMP), are adopted to investigate their performances in resolving the two-phase flow pattern and in estimating the frictional drag reduction. First of all, the formation pattern of air layers generated by air injection through a circular opening on the bottom of a flat plate are investigated. These results are then compared with those of MMkiharju's experimental results. Subsequently, the quantitative ratios of skin-friction drag reduction including the behavior of air layers, within turbulent boundary layers in large scale and at high Reynolds number conditions, are investigated under the same conditions as the model test that has been conducted in the US Navy's William B. Morgan Large Cavitation Channel (LCC). From these results, it is found that both VOF and EMP models have similar capability and accuracy in capturing the topology of ventilated air cavities so called'air pockets and branches'. However, EMP model is more favorable in predicting quantitatively the percentage of frictional drag reduction by air injection.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권3호
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• pp.144-157
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• 2021

Brake Horse Power (BHP) reduction ratios by air injection to the underside of the hull surface in an actual ship are predicted using an unstructured finite-volume CFD solver and compared with the sea trial results. In addition, air lubrication system installed on the existing vessel is investigated to find a good solution for additional drag reduction. As a results, it is found that the thickness of the air layer should be minimized within a stable range while securing the area covered by the air layer as much as possible. Furthermore, the amount of frictional drag reduced by air injection is found to be independent of surface roughness and still effective on rough surface. Based on the results of this study, it is expected that systematic and reliable air lubrication system can be designed and evaluated using the proposed method.

• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.383-392
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• 2018

본 연구에서는 비교적 경간이 긴 트러스교를 포함한 무도상 교량을 대상으로 장대레일을 부설할 때 궤도-교량 상호작용으로 인한 레일 부가 축응력과 교량 지점 반력 등의 변화를 검토하여 레일 장대화를 위한 개량 방안을 분석하였다. 연구결과에 따르면 무도상 교량에서 장대레일을 부설할 경우 레일 부가 축응력과 지점 반력이 큰 폭으로 증가하는 것으로 나타났다. 레일 부가 축응력은 횡저항력을 충분히 확보할 경우 수용 가능하지만, 지점 반력이 증가하게 될 경우 받침이나 교각의 손상이 우려되고 대규모 보수 보강을 필요로 하므로 지점 반력을 완화시킬 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다. 교량 가동단의 마찰저항을 고려하는 경우 레일 부가 축응력은 감소하지만 지점 반력에 미치는 영향은 매우 작은 것으로 나타났다. 반면 궤도 종저항력이 작아지면 레일 부가 축응력과 지점 반력이 모두 큰 폭으로 감소하는 것으로 나타났으며, 레일 부가 축응력이 큰 일부 구간에 ZLR 체결장치를 적용하는 경우 레일 부가 축응력 뿐 아니라 교량 지점 반력이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 무도상 교량의 레일 장대화를 위하여 일부 ZLR 체결장치를 적용하고 궤도 종저항력을 줄이는 방안이 매우 효과적이라고 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권2호
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• pp.69-81
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• 2009

본 연구에서는 전산유체역학 모델을 이용하여 도시 재정비에 따른 신축 건물이 주변 대기 흐름에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 지리정보시스템 자료로부터 추출한 건물 자료를 전산유체역학 모델의 입력 자료로 사용하였고 4가지 풍향 (서풍, 남풍, 동풍, 북풍)에 대한 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 도시 재정비가 이루어지기 전에는 저층 건물이 밀집되었기 때문에 건물에 의한 마찰 효과가 증가하면서 건물 사이 공간의 풍속이 현저하게 감소하였다. 도시 재정비 계획에 따라 고층 건축물이 신축되고 밀집된 건물이 정비되면서 보행자 고도에서는 건물에 의한 마찰 효과가 감소하였다. 그리고 질량연속방정식을 만족시키기 위한 channeling 효과가 부분적으로 나타나면서 도시 재정비 지역의 풍속이 증가하였다. 상층에서는 고층 건물이 신축되면서 건물 사이에서 일어나는 channeling 효과에 의해 부분적으로 풍속이 증가하였다. 그러나 도시 재정비 지역의 풍하지역에서는 건물에 의해 형성되는 재순환 영역 (recirculation region)과 마찰 효과에 의해 넓은 지역에서 풍속이 현저하게 감소하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제1권3호
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• pp.20-28
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• 1996

It is well known that drag reduction in single phase liquid flow is affected by polymer material, molecular weight, polymer concentration, pipe diameter, and flow velocity. Drag reduction in two phase flow can be applied to the transport of crude oil, phase change system such as chemical reactor, pool and boiling flow, and to present cavitation which occurs in pump impellers. But the research of drag reduction in two phase flow is not sufficient. The purpose of the present work is to evaluate the drag reduction by measuring pressure drop, void fraction whether polymer is added in the horizontal two phase system or not. Experiment has been conducted in a test section with 24 m of the inner diameter and 1,500 mm of the length. The used polymer materials are two kinds of polyacrylamide[PAAM] and co-polymer[A611P]. The polymer concentration was varied with 50, 100 and 200 ppm under the same experimental conditions. Experimental results were shown that the drag is higher reduced by co-polymer rather than polyanylamide.