• Journal of Navigation and Port Research
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• v.34 no.5
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• pp.331-336
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• 2010

The free surface influenced the wake behind a circular cylinder and its effects were investigated experimentally in a circulating water channel with the variation of water depth. Instantaneous velocity fields were measured in this paper. The measured results has been compared with each other to investigate the flow characteristics of the circular cylinder's 2-dimensional section at $Re=1.0{\times}10^3$ using 2-frame grey level cross correlation PIV method. The flow around the circular cylinder with free surface affected the wake structure. Especially, in case of d=1.0D, the boundary layer was measured in the whole area. The separation point and boundary layer of the circular cylinder could be controlled by the water depth.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.136-136
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• 2019

원형 실린더를 주변 흐름에 관한 연구는 오랜 기간 유체역학 전 영역에서 모형실험이나 수치모형으로 광범위하게 연구되었다. 이 흐름은 하천의 교각이나, 바다의 시추선과 같은 수공구조물 주변에서 관측된다. 난류와 와류가 공존하는 복잡한 특성 때문에, 이 흐름은 수공학에서 유사이송, 세굴, 오염물 확산 등에 영향을 준다. 본 연구는 실험실 수로에 설치된 원형 실린더(D=9cm) 후방의 근접 와류 구간에서(x/D<5) 유속을 ADV로 측정한 후, 난류 특성을 Power Spectral Estimation(PSE)와 Singular Spectral Analysis(SSA) 방법으로 연구하였다. PSE는 샘플 스펙트럼의 한계를 보완하고자 자료를 분할하고, window 함수를 적용하여 ensemble 평균을 구하는 경험적 방법이다. PSE를 이용하여 스펙트럼을 계산한 결과, 주 흐름 및 횡방향 흐름은 Inertial subrange에서 Kolmogorov의 가정과 일치하는 추세를 보였다. 그러나 수심방향 흐름의 스펙트럼은 -5/3보다 빠르게 감소하는 추세를 보였다. Inertial subrange 스펙트럼에서 난류 에너지 소산율은 원형 실린더에서 멀어짐에 따라 감소하는 추세를 보였고, 주 흐름방향과 횡방향 흐름은 비슷한 크기를 보였다. 난류 에너지 소산율과 동점성계수를 이용하여 Kolmogorov 길이, 유속, 시간 스케일을 계산했다. 난류의 운동에너지를 계산하기 위해 Triple decomposition 방법 중 하나인 SSA를 적용하였다. SSA는 유속행렬을 이용하여 고윳값과 고유벡터를 계산하고, 유속에서 기여도가 큰 부분을 추출하는 방법이다. SSA를 통해 실린더 후방 흐름에서 와류 성분과 난류 성분을 나누었다. 횡방향 흐름은 강한 와류로 큰 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났지만, 주 흐름과 수심방향 흐름은 상대적으로 낮은 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났다. 와류를 제외한 흐름에서 난류 운동에너지는 실린더와 멀어짐에 따라 감소하고, 흐름 중앙에서(y/D=0) 가장 큰 값을 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.04a
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• pp.389-391
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• 2010

The Free surface influenced the wake behind a circular cylinder and its effects were investigated experimentally in a circulating water channe with the variation of water depth Instantaneous velocity fields were measured in this paper. the measured results has been compared with each other to investigate the flow characteristics of the circular cylinder's 2-dimensional section at $Re=1.0\times10^3$ using 2-frame grey level cross correlation PIV method. The flow around the circular cylinder with free surface affected the wake structure. especially, in case of d=1.0D, the boundary layer was measured in the whole area. The separation point and boundary layer of the circular cylinder could be controlled by the water depth.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.17 no.2
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• pp.71-77
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• 2012

Numerical simulations are carried out for flow over a circular cylinder controlled by the momentum forcing which is generated by a pair of plasma actuators symmetrically mounted on the cylinder surface. A popular and empirical plasma model is used for the spatial distribution of momentum forcing. In this study, we consider two different types of actuation, i.e., steady and unsteady (or pulsed) actuation. In the unsteady actuation, the actuation is turned on and off periodically, its frequency being a control parameter. The objective of this study is to investigate the effects of actuator location and actuation frequency on the flow structures and the forces on the cylinder. Results show that the cylinder wake can be effectively controlled by proper actuator location. For example, when the actuators are located at $120^{\circ}$ from the stagnation point, vortex shedding is completely suppressed with the boundary layer almost fully attached to the surface, resulting in drag reduction and lift elimination.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.105-108
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• 2012

이차원 단면 Cylinder는 외부유동상태에서 후류에 Vortex를 생성한다. 또한 비정상 유동 상태에서는 후류에 카르만 Vortex열을 생성한다. 이런 이차원 Cylinder는 여러 분야에서 사용 된다. 이때 적절한 설계를 위해 수치적으로 유동을 해석할 필요가 있다. 이에 대한 수치적 해석 값을 얻기 위해 Edison CFD를 이용하여 여러 2차원 형상 Cylinder의 Reynolds number에 따른 Vortex shedding을 해석했다. Edison CFD를 통한 시뮬레이션 결과 값에 대한 검증을 얻기 위해 원형, 사각형의 Vortex shedding과 유동을 타 논문과 비교 검증했다. 형상마다 같은 조건의 Reynolds number라도 후류와 유동 등의 형상이 차이를 보인다. 상황마다 적절한 모형의 Cylinder를 Edison CFD를 통해 예측 할 수 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.1262-1275
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• 1993

The drag reduction effect of a freely-rotatable splitter plate was experimentally investigated in the 2-D wake behind a circular cylinder. By arranging the splitter plate to be aparted with a certain gap from the cylinder, the splitter plate was able to be aligned itself automatically to the flow direction in the tested range of 6.2$\times$$10^3$$\times$$10^4$. As a result, it was proven that the self-adjustable splitter plate always reduced effectively the drag imposed on the body against any arbitrary flow directions. In a specific range of Reynolds numbers, the drag reduction effect was dependent not only on the length of the splitter plate but also on the gap distance between the plate and the trailing edge of the body. For a splitter plate with a specific length, there existed a unique optimum range of gap distance to obtain successfully the drag reduction effect, however, the optimum range of gap distance was dependent on Reynolds number.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.597-602
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• 2014

본 연구에서는 다양한 모형의 실린더 주위의 균일한 유동에 대하여, 후류에 생기는 유동현상을 EDISON_CFD를 이용하여 분석하였다. 고정된 실린더에 대해 주어진 레이놀즈 수에서 시뮬레이션을 이용하여 실린더의 형상에 따른 $C_L$값과 주기를 분석하였다. 이 후 진동운동을 가정한 운동방정식을 이용하여 실린더의 운동 및 발전 효율을 예측하여 비교하였다. 또한 운동방정식을 Bode 선도를 이용하여 용수철 상수와 감쇠율에 따른 발전 효율의 변화를 살펴보았다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.32 no.6
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• pp.453-458
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• 2008

Flow characteristics of the control-rod-attached 2-dimensional circular cylinder was accomplished using by PIV techniques. model tests had been carried out with different diameters of control rods(d/D=0.1 through d/D=0.5). and the Reynolds number Re=15,000 based on the cylinder diameter(D=50mm) to predict the performance of the model and the two-frame grey-level cross-correlation method had been used to obtain the velocity distribution in the flow field. 50mm circular cylinder had been used during the whole experiments and measured results had been compared with each other. The measured results have been compared with each case. therefore this article identifies not only the mean velocity profiles but also the control effects of the control rods.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.305-309
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• 2013

본 연구에서는 유체역학적인 후류 효과를 제어하고 항력을 이용하여 구체를 안정적으로 부양하는 방법을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 물체를 공중에 부양할 때는 물체가 받는 중력과 제트에 의하여 공급되는 항력이 평형을 이루어야 한다. 이 때 공기의 흐름의 레이놀즈 수에 따라 공기가 구체를 지나가며 구체후면에 생기는 후류에 의하여 부양상태가 불안정하게 될 수 있다. 구체의 운동이 제트에 의하여 안정되는 현상은 베르누이 및 코안다 효과로 설명할 수 있다. 에디슨을 이용하여 레이놀즈 수에 따른 실린더에 작용하는 항력과 후류에 의한 불안정화 힘을 해석적으로 구하였으며 이를 실험적으로 고속카메라를 이용하여 부양 거리, 안정도 등을 측정하여 비교하였다. 고찰 결과 레이놀즈 수가 작을수록 더 안정됨을 확인하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.74.1-74.1
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• 2005