• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.30-37
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• 1998

연소 반응을 가지는 비압축성 및 압축성 후류유동에 대하여 선형 불안정성 해석을 수행하였따. 기본유동의 속도장 및 온도장은 해석적 함수 및 연소 반응을 포함하는 유동 계산의 결과를 사용하였다. 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous mode와 varicose mode의 두 개의 불안정성 모드가 존재한다. 후류유동에서는 sinuous 모드가 varicose 모드보다 더 불안정하여 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배된다. 해석적 함수의 형태를 가지는 후류 유동의 경우 속도구배가 클수록, 밀도구배가 클수록 운동량의 차이가 커지므로 더욱 불안정하여진다. 계산되어 일관된 유동장과 온도장을 사용한 비압축성과 압축성 후류유동의 경우 모두 완전연소에 가까울수록 유동장의 온도가 증가하고 유체의 점성의 증가로 유동이 안정되어진다. 압축성 후류유동의 경우에는 유속이 증가함에 따라 점성소산에 의한 열발생으로 유동이 안정되는 경향을 보인다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권2호
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• pp.83-92
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• 1998

대격자망 수치모형에서 저항물체에 의한 유수저항을 평가하기 위하여, 항력으로부터 유도된 drag stress를 수심적분된 Reynolds 방정식에 도입하였다. 그리고, 해석해가 존재하는 조건에 대한 다양한 수치실험을 통하여 본 모형의 적용성 및 문제점을 검토하였다. 단일물체의 경우, 수치해는 해석해에 대하여 유속의 크기에 있어서$\pm$10% 정도의 오차범위를 나타내는 좋은 일치를 보였으며 후류폭의 크기도 전 경우에 있어서 해석해와 잘 일치 하였다. 또한, 열을 이룬 물체에 대한 항력계수와 와동점성계수가 정확하게 결정된다면, 본 모형은 열을 이룬 물체 배후에서 평균류의 흐름분포를 평가하는 데 효율적으로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• 플랜트 저널
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• 제12권3호
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• pp.32-38
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• 2016

본 연구에서는 해안 복잡지형에 2열 배치된 풍력단지 운영사례를 분석하여 후류에 의한 풍력발전기의 영향을 분석하여 풍속의 변화 그리고 난류강도의 변화를 분석하였다. 주풍향 대비 인접 풍력발전기와 이격거리가 날개직경(rotor diameter,RD) 90m 기준 4RD인 경우 후류에 의해 풍속감소 및 난류강도의 증가로 인한 발전량의 감소를 확인 할 수 있었다. 특히 후류에의한 급격한 순간풍향의 변화시, 풍력발전기의 불시정지로 발전량이 현저히 감소되었고 이를 보완하기 위하여 요브레이크를 설비를 보강 함으로써 불시정지 빈도를 감소하고 발전량을 제고하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.74.1-74.1
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• 2005

• 대한기계학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1322-1329
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• 1994

The effect of thermal stratification on the stratified flow past a circular cylinder was examined in a wind tunnel. Turbulent intensities, the rms values of temperature and turbulent convective heat flux as well as the velocity and temperature profiles in the cylinder wake with a strong thermal gradient of $200^{\circ}C/m$ were measured by using a hot-wire and cold-wire combination probe. It is found that the temperature field affects as an active contaminant, so that the vertical growth of vortical structure is suppressed and the strouhal number decreases with increasing the extent of stratification. And also, the wake structure can not sustain their symmetricity about the wake centerline and vertical turbulent motion dissipates faster than that of the neutral case when such a strong thermal gradient is superimposed. It is evident that the turbulent mixing in the upper half section is stronger than that of the lower of the wake in a stably stratified flow because the turbulent intensities and convective heat flux in the upper half section are larger than those of the lower half of the wake.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.1340-1350
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• 1995

The effects of thermal stratification on the flow past a heated circular cylinder with various heating rates were examined in a wind tunnel. Turbulent intensities, r.m.s.values of temperature and turbulent convective heat flux distributions in the cylinder wakes with and without thermal stratification were measured by using a hot-wire and cold-wire combination probe. The phase averaging method was also used to estimate coherent contributions to the turbulent flow field in the near wake. The results show that the scalar mixing process is very different according to the mean temperature fields especially in the upper part of the wake. The coherent structure of the temperature field makes a large contribution to the time mean value like velocity components. However, the coherency of the temperature fluctuation is very different with the change of mean temperature fields, though the velocity coherent motions are quite similar in all experimental conditions.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2023

본 연구에서는 음향센싱 기법을 활용하여 소류사량 계측이 가능한 센서인 파이프 하이드로폰을 2가지 형태로 개발하여 설치 형태에 따른 소류사량 계측 성능을 비교·분석하였다. 파이프 하이드로폰은 수리구조물 끝단에 설치하는 부착식 하이드로폰과 하천 하상에 설치 가능한 형태로 제작하였으며, 파이프 하이드로폰의 실내 실험을 위한 수리실험장치를 구축하였다. 소류사 음향 데이터를 수집 및 저장하기 위해 National Instrument사에서 개발된 LabVIEW 언어를 이용하여 데이터 분석 프로그램을 개발하였으며, 데이터를 시계열 그래프로 표출하여 센서를 통해 계측되는 소류사의 특성을 분석하였다. 분석 결과 하천 하상 설치 형태의 파이프 하이드로폰은 후류가 발생하여 센서 후면으로 소류사가 재충돌되는 현상이 발생하였으며, 이에 6~9% 정도의 과다 산출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 소류사가 센서에 퇴적되어 지속적인 데이터를 취득하기에는 적합하지 못할 것으로 판단되었다. 동일한 조건으로 실험한 부착식 하이드로폰은 후류로 인한 재충돌 현상 및 퇴적현상 또한 발생하지 않았으며, 소류사량 추정 결과 90.9%로 양호한 수준의 성능이 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권4호
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• pp.417-427
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• 1998

The effect of secondary flow on the heat transfer of a turbulent wake generated by a flat plate was experimentally investigated. The secondary flow was induced in a curved duct in which the flat plate wake generator was installed. All three components of turbulent heat flux were measured in the plane containing the mean radius of curvature of the curved duct. The results showed that mean temperature profiles deviate from the similarity of the straight wake because of the cold fluid transported from the free-stream. The half-width of the mean temperature profile increased rapidly by upwash motion of the secondary flow. The changes to turbulence structure caused by the secondary flow show more pronounced effect on heat transport than on momentum transport. This is because the response to the variation of flow conditions is delayed in temperature field. Negative production of the turbulent heat flux is observed in the inner wake region. From the conditional averaging, it has been found that the negative production of the turbulent heat flux is generated due to a mixing process between the hot and low momentum eddies occupied in the inner wake region and the cold and high momentum eddies in the potential region.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권9호
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• pp.2454-2462
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• 1994

The effects of thermal stratification on the flow of a stratified fluid past a heated circular cylinder were examined in a wind tunnel. Turbulent intensities, rms values of temperature and turbulent convective heat flux distributions in the heated cylinder wake with and without thermal stratification were measured by using a hot-wire and cold-wire combination probe. A phase averaging method was also used to estimated coherent motion in the near wake. It is found that the vertical turbulent motion in the stably stratified flow case dissipates faster than that of the neutral case, i.e., vertical growth of vortical structure is suppressed under the strongly stratified condition. The coherent motion of temperature makes a large contribution like velocity coherent motion. However, the coherent motions of temperature fluctuation become very different with the change of experimental conditions, though the velocity coherent motions are quite similar in all experimental conditions.