• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.9-18
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• 2016

고층빌딩이나 해양 라이저와 같은 세장 구조물은 구조시스템의 동적 불안정의 주요 원인인 와류유기진동(vortex-induced vibration, VIV)에 의한 동하중에 매우 취약하다. 와류유기진동이 라이저의 고유진동수 영역에서 발생하는 경우 Lock-in현상으로 피로파괴의 우려가 있다. 본 논문에서는 Lock-in 영역에서 구조물과 유동의 동적거동에 대한 수치해석을 다루었으며, 유동조건 변화에도 불구하고 공진 주파수가 유지되는 현상에 대해 분석하였으며, 유입유동에 대해 수직방향으로 자유진동하는 1자유도의 2차원 원형실린더 단면에 대한 비정상 층류를 가정하였다. 각 시간 단계에서 물체의 움직임을 고려하여 유동장 격자를 재생성하며 비정상 유동과 물체의 운동에 대한 지배방정식을 순차적으로 수치해석하여 유체-구조 연성해석을 수행하였다. 결과는 선행연구와 잘 일치함을 보여주었고, Lock-in 현상에 대한 특성을 잘 나타내었다. Lock-in 영역에서는 양력뿐만 아니라 항력도 크게 증가함을 보여주었으며, 실린더의 수직변위는 직경의 20%까지 이름을 나타내었다. 양력과 수직변위의 상관분석을 통해 실린더가 Lock-in 영역에서 양력과 수직변위의 위상차가 동기로부터 반동기로 천이함을 확인하였으며, 이러한 변화가 Lock-in 영역에서 나타나는 공진거동의 원인이 되는 것으로 판된되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.7-15
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• 2006

스트레이크를 부착한 이중 삼각 날개에서 스트레이크의 붙임각이 날개면 압력분포와 와류 특성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 스트레이크 붙임각의 음(-)방향 증가(스트레이크가 주 날개 윗면으로부터 pitch-down방향으로 부착된 상태)는 날개 전체의 받음각을 증가시키는 것과 같은 효과를 가져와 날개 윗면의 부압의 크기를 증가시켰다. 이러한 스트레이크 붙임각 변화에 의한 날개 윗면 부압 분포 변화는 와류의 강도 변화에 기인하기 보다는 와류 중심이 날개면에 가까이 위치하는 것에 기인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.735-742
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• 2019

이온 선택성 표면이 가지는 파상구조와 전기와류 불안정성 간의 전기동역학적 상호작용을 수치해석을 통하여 연구하였다. 유한요소법을 이용하여 전기장-이온 이동현상-유동장을 완전결합 해석을 하였다. 이를 통해 파상구조가 제공하는 전기와류 생성 기작인 Dukhin's mode의 유효성 및 역할을 제시하였다. Runinstein's mode와 경쟁관계에 놓이는 Dukhin's mode는 (i) 과한계 영역으로의 전이 전압을 낮춰주고 (ii) 혼돈계인 과한계 영역에서 전류를 비선형적으로 증가시켜준다. 또한, (iii) 전기와류 불안정성에서 발생하는 비효율적 혼합의 원인인 고주파수 Fourier 성분을 배제하여 전기와류의 혼합 효율을 상승시켜 준다. 결론적으로, 본 연구에서 제시한 기작은 전기투석, 화학전지 등의 이온 선택성 이동현상 시스템에 대한 에너지 효율적인 기작으로 활용 가능할 것이다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권2호
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• pp.49-56
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• 2003

Three-dimensional endwall flow within a linear cascade passage of high performance turbine blade is simulated with a 3-D Navier-Stokes CFD code (MOSA3D), which is based on body-fitted coordinate system, pressure-correction and finite volume method. The endwall flow characteristics, including the development and generation of horseshoe vortex, passage vortex, etc. are clearly simulated, consistent with the generally known tendency. The effects of both turbulence model and convective differencing scheme on the prediction performance of endwall flow are systematically analyzed in the present paper. The convective scheme is found to have stronger effect than the turbulence model on the prediction performance of endwall flow. The present simulation result also indicates that the suction leg of the horseshoe vortex continues on the suction side until it reaches the trailing edge.

• 한국해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.30-36
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• 1993

Incompressible, unsteady flow around various single rectangular cylinders of side ratios ranging from 0.005 to 2.0 immersed in uniform flow is computed by the vortex tracing me thod. Results with and without a splitter plate pttached to the rear center of the cylinder are compared. The objective of this study is to investigate predictability of the effects of the splitter plate on drag by the method. Without the splitter plate, computed drag coefficients for cylinders of large side ratios are in good agreement with measured values, but are over predicted for those of small side ratios. With the splitter plate, drag coefficient is reduced significantly due to suppression of vortex growing near the base and interaction between the separated shear layers.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.571-574
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• 2010

Large-eddy simulation has been conducted to simulate turbulent boundary-layer flows over an array of regularly distributed obstacles considering various cases of a wind incident angle. The effect of wind direction was investigated in the square cube array that periodic boundary condition was imposed. Characteristics of the turbulent flow over the obstacle array have been found to be very sensitive to the direction of prevailing wind or of mean wind or of mean pressure gradient but varied with height, specially below the urban canopy. Turbulent statistics are changed sensitively with the direction of mean pressure gradient around 10 degree.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.33-38
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• 2008

Numerical investigation of asymmetric vortices at high angles of attack subsonic flow is performed using three-dimensional Navier-Stokes equations. A small bump has been carefully selected and attached near the nose of an ogive cylinder to simulate symmetric vortices. Selected bump shape does develop asymmetric vortices and is verified using Lamont's experimental results. By changing the angle of attack, Reynolds numbers, and Mach numbers, the characteristics of asymmetric vortices are observed. The angle of attack which contributes significantly to the generation of asymmetric vortices are over 30 degrees. By increasing Mach number and Reynolds number asymmetric vortices, hence the side forces show decreasing trend..

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권1호
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• pp.8-15
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• 2003

Three-dimensional endwall flow within a linear cascade passage of high performance turbine blade is simulated with a 3-D Wavier-Stokes CFD code (MOSA3D), which is based on body-fitted coordinate system, pressure-correction and finite volume method. The endwall flow characteristics, including the development and generation of horseshoe vortex, passage vortex, etc. are clearly simulated, consistent with the generally known tendency. The effects of both turbulence model and convective differencing scheme on the prediction performance of endwall flow are systematically analyzed in the present paper. The convective scheme is found to have stronger effect than the turbulence model on the prediction performance of endwall flow. The present simulation result also indicates that the suction leg of the horseshoe vortex continues on the suction side until it reaches the trailing edge.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.33-36
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• 2012

풍력발전기 성능은 유동의 안정성과 풍속에 의해 결정되는데, 이때 유동 불안정성은 풍력발전기의 성능뿐만 아니라 구조적 문제를 함께 유발시킨다. 본 연구에서는 풍력발전기 타워 후류에서의 불안정성을 최소화시키기 위하여 타워 단면의 기초 형상설계 연구를 수행하였다. 기존의 풍력발전기 타워 형상에 부가 구조물을 설치함으로써 Karman vortex의 생성을 지연시키고 와류 간섭현상을 줄여 풍력발전기의 안정성을 증대시키고자 하였다. 이를 위해 다양한 타워 단면 형상에 대하여 양력계수 및 항력계수를 비교 분석하였다. 그 결과 반지름의 1/2 길이의 자유류 방향 tip과 splitter plate를 후방에 설치하는 것이 후류 불안정성을 억제하는데 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.130-138
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• 1996

The transient incompressible flow behind the widely-spaced co-axial jet is numerically simulated using the random vortex method(RVM). This numerical approach is based on the Lagrangian approach for the vorticity formulation of the unsteady Navier-Stokes equations, utilizing vortex elements to account for the convection and diffusion processes. The effects of the mass flow rate of an annular air jet and a central fuel jet on the co-axial jet flow dynamics is investigated. To validate the present procedure, the numerical results are compared with the available experimental data the present procedure, the numerical results are compared with the available experimental data in terms of the centerline and off-centerline profiles of the mean axial velocity. Discrepancies between the RVM results and the measurements are discussed in detail.