• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.123-127
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• 2009

The purpose of this research is to investigate the dynamic characteristics of fluidic thrust vector control using the co-flow injection. In previous research, both numerical and experimental approaches for steady state were conducted to investigate operation-parameters and detail flow structure of the fluidic thrust vector control system. Based upon the previous results, numerical unsteady calculation was conducted to analyze the dynamic characteristics of jet up- and down-ward vectoring so that the transition time and the pressure distribution along the wall, and so on were investigated.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.12
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• pp.896-902
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• 2018

This study examined the flow and noise inside a sirocco fan for ventilation as a commercial program. To confirm only the location and power of the noise source, flow analysis was performed with steady state flow analysis. Through flow analysis, the flow was observed in the sirocco fan and the velocity vector. The pressure distribution inside was observed with contours. From the results of steady analysis, the position and size of the noise source could be seen using the 'Curle surface acoustic power' and 'Proudman acoustic power'. The Curle surface acoustic power can be used to observe the noise from the surface. The Proudman acoustic power can be used to detect noise generated in the flow region because the position and size of the noise source generated inside the sirocco fan can be seen only in the steady state. Therefore it is necessary to further analyze the unsteady state to check the frequency of the noise generated. This study provides basic data for improving the performance of the Sirocco fan and reducing the noise.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.17 no.6
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• pp.54-62
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• 2023

Flapping-wing air vehicles, well known for their free vertical take-off and excellent flight capability, are currently under intensive development and research. While most of the studies have explored the effect of various parameters of synchronized motions on the unsteady aerodynamics of flapping wings, limited attention has been given to the effect of nonsynchronous motions on the unsteady aerodynamic characteristics of flapping wings. In the present study, we conducted a numerical analysis to investigate the unsteady aerodynamic characteristics of an airfoil flapping with different frequency ratios between pitch and heave oscillations. We identified the motions and angle of attacks due to nonsynchronous motions. It was found that the synchronous motion produced thrust with zero lift, but the nonsynchronous motion generated a large lift with little drag. The aerodynamic characteristics of the airfoil undergoing the non-synchronous motion were also analyzed using the vorticity distributions and the pressure coefficient around and on the airfoil. When r was equal to 0.5, larger leading and trailing edge vortices were observed compared to the case when r was equal to 1.0, and these vortices significantly affected the aerodynamic characteristics of the airfoil undergoing the nonsynchronous motion. In future, the effect of pitch amplitude on the unsteady aerodynamic characteristics of the airfoil will be studied.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.2
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• pp.87-94
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• 2017

Because the cavitation flow driven by an underwater propeller corrodes the materials around it and generates a high level of noise, it has become an important topic in engineering research. In this study, computational fluid dynamics techniques are applied to simulate cavitation flow, and the noise in the flow is predicted by applying the acoustic analogy to the predicted flow. The predicted results are compared with measurement results and other predictions in terms of surface pressure distribution and the temporal variation in liquid volume fraction. The predicted results are found to be in good agreement with the measured results. The source of the noise attributed to the time rate of change in the liquid volume fraction around the hydrofoil is modeled as a monopole source, and the source of the noise due to unsteady pressure perturbations on the hydrofoil surface is modeled as a dipole source. Then the predicted noise results are analyzed in terms of directivity and SPL spectrum. The noise caused by unsteady pressure perturbations was dominant in the entire frequency range considered in the study.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.561-571
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• 1997

In this paper, the fundamental equations are developed for the pulsatile laminar flow generated by changing the oscillatory flow with $0{\leq}f{\leq}48Hz$ into a steady one with $0{\leq}Re{\leq}2500$ in a rigid circular pipe. Analytical solutions for the wave propagation factor k, the axial distributions of cross-sectional mean velocity $u_m$ and pressure p are schematically derived and confirmed experimentally. The axial distributions of centerline velocity and pressure were measured by using Pitot-static tubes and strain gauge type pressure transducers, respectively. The cross-sectional mean velocity was calculated from the centerline velocity by applying the parabolic distribution of the laminar flow and it was confirmed by using the ultrasonic flowmeter. It was found that the axial distributions of cross-sectional mean velocity and pressure agree well with theoretical ones and depend only on the Reynolds number Re and angular velocity $\omega$.

• Polymer(Korea)
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• v.38 no.5
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• pp.640-644
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• 2014

As a process of plat panel display production, slot coating is widely used for the coating of photoresist on a wide glass substrate. A uniform coating thickness is important, and the coating uniformity is divided into nozzle and machine directions. The machine and nozzle directions coating uniformities are influenced by the operation condition of coater and flow uniformity inside the die, respectively. Non-uniform coating during steady coating process occurs according to those factors, however, non-uniform coating along the machine and nozzle directions has been observed at the beginning of coating by unsteady flow. In this study, steady and unsteady state flow simulations have been performed and compared with experiment to examine the causes of non-uniform coating. Computational results exhibited that it took a time to get a uniform pressure distribution at whole inside the die, and during this period of time edge regions showed lower exit velocity compared with center region. Subsequently edge regions had thinner coated layers than center region. However edge regions showed higher exit velocity than center region after steady state, and this made edge regions had thicker coated layer than center region.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.42-42
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• 2015

사행수로에서의 원심력은 비선형적인 압력분포를 야기하여 이차류, 편수위 등과 같은 불규칙하고 복잡한 흐름을 발생시킨다. 일반적으로 이들 흐름은 난류이고 매우 3차원적이며 자유수면과의 상호작용이 중요한 역할을 할 수도 있다. 환경, 유사이동, 지형 변화와 관련된 환경 수리학적 관점에서 사행수로에서의 흐름을 이해하고 설계하기 위해서는 이러한 복잡한 3차원 흐름을 정확하게 계산하는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 유한차분법에 근거한 3차원 흐름해석 모형을 이용하여 사행수로에서의 난류 흐름을 모의하고자 한다. 지배방정식은 3차원 비정상 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식이며, 난류 해석을 위해서 공학적으로 널리 이용되고 있는 난류 모형 중 k-omega 모형을 이용한다. 수치모형은 시간과 공간에 대해서 2차 정확도의 이산화 기법을 적용한다. 자유수면의 변동은 이상(two-phase) VOF (volume of fluid) 기법을 이용하여 계산한다. 수치모형의 적용 대상은 기존 문헌에서 제시되어 있는 키노시타 사인곡선을 이용하여 만든 폭 60cm의 사행수로에서 후르드수 0.23 그리고 레이놀즈수 41,700의 조건에서 발생시킨 난류 흐름이다. 적용한 난류모형들을 이용하여 해석한 결과들을 유속벡터분포와 수위의 항으로 비교분석하여 사행수로에서 발생되는 이차류와 편수위 변화 재현에 대한 수치모형의 적용성을 평가하고 각 난류모형들의 특성을 제시한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.149-149
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• 2020

하천에서 물 흐름이 보와 댐과 같은 수공구조물을 지날 때 일반적으로 흐름상태에 다양하고 급진적인 변화가 발생한다. 특히 흐름이 구조물을 지나면서 사류(supercritical flow)로 변하고 다시 상류(subcritical flow)로 복원되면서 일어나는 도수(hydraulic jump) 현상은 수위의 급변화, 흐름 에너지 소산, 변동성이 강한 압력 분포 등이 특징이다. 이러한 흐름 특성들은 보나 여수로와 같은 수공구조물 자체의 성능뿐만 아니라 이들 수공구조물의 하류에서 발생하는 국부세굴로 인해 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 수공구조물을 설계할 때는 이들 구조물을 통과하는 흐름의 비정상 난류 흐름 특성을 정확하게 해석하여 반영하여야 한다. 이 연구에서는 k-omega SST 난류 모형과 자유수면의 급격한 변동을 해석하기 위한 하이브리드-VOF(hybrid volume of fluid)기법을 이용하여 도수현상을 수치적으로 재현하고자 한다. 기존 CFD(computational fluid Dynamics) 모델링에서는 자유수면 변동의 영향을 고려하기 위해 VOF 기법을 많이 사용하였다. 하지면 전통적인 VOF 기법은 다상흐름(multiphase flow)을 오직 부피분율(volume fraction)의 함수로만 고려하며 모의함으로써 강한 수면변동뿐만 아니라 공기연행(air entrainment)를 동반하는 난류 흐름을 모의하는데는 한계가 있다. 이 연구에서 이용하는 Eulerian 기법인 하이브리드 VOF 기법은 물과 공기의 각 상에 대하여 흐름 특성들을 개별적으로 계산하기 때문에 공기연행을 포함한 급변류 흐름에서 전통적인 VOF 기법보다 적용성이 우수하다. 이와 같은 난류모형과 자유수면 포착기법을 이용하여 3차원 비정상 난류 흐름 수치모형을 구축하여 수공구조물 주변에서 발생하는 강한 공기연행과 난류 특성를 보이는 급변류를 수치적으로 재현한다. 이 연구는 계산된 수치해석 결과를 기존 수리실험 결과와 비교하여 수치모형의 적용성을 평가하고 도수 현상에서 발생하는 독특한 흐름 특성을 제시한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.69-69
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• 2011

본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.25 no.1
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• pp.91-101
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• 1993

To predict accurately the thermal hydraulic behavior of light water reactors during normal or abnormal operation, the accurate estimation of the void distribution is required. Up to date, many techniques for predicting void fraction of two-phase flow systems have been suggested. Among these techniques, the drift-flux model is widely used because of its exact calculation ability and simplicity. However, to get more accurate prediction of void fraction using drift-flux model, slip and flow regime effects must be considered more properly In the drift-flux method, these two effects are accounted for by two drift-flux parameters ; $C_{o}$ and (equation omitted). At earlier stage, $C_{o}$ is measured in a circular tube. In this study, $C_{o}$ is experimentally determined by measuring local void fraction and vapor velocity distribution in a rectangular subchannel having 4 heating rods which simulates nuclear subchannels. The measurements are peformed with two-electrical conductivity probes which are known to be adequate for measuring local parameters. The experiments are performed at low flow rate and the system pressure less than 3 atmo spheric pressure. In this experiment, (equation omitted), is not measured, but quoted from well-known empirical correlation to formulate $C_{o}$. Finally, $C_{o}$ is expressed as a function of channel averaged void fraction. fraction.