• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.46 no.5
• /
• pp.359-367
• /
• 2018

The vortex ring state that occurs during the descending flight of a rotorcraft generates a circulating flow like a donut near the rotating surface, and it often causes a rotorcraft fall due to loss of thrust. In this paper, we have physically identified the flow field in the vortex ring state of the quadcopter, one of the types of unmanned aerial vehicles. The descending flight of the quadcopter was simulated in a 1m subsonic wind tunnel of the Korea Aerospace Research Institute(KARI) and the Particle Image Velocimetry(PIV) was used for the flow field measurement. The induced velocity in the hovering state is estimated by using the momentum theory and the test was carried out in the range of descent rate at which the vortex ring condition could be caused. The development and the direction of the vortex ring were confirmed by the measurement of the flow field according to not only the descent rate but also propeller separation distance. In addition, the results of the study show the vortex ring state can be predicted sufficiently by measuring the flow velocity around the quadcopter.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.35 no.1
• /
• pp.1-9
• /
• 2007

Numerical simulation is conducted to investigate aerodynamic force generation mechanism for the "figure-of-eight" motion of Dipteran fly, Phormia-Regina. Wing trajectory is referred to experimental result, which was observed from the tethered flight under freestream condition. Numerical simulation shows that the lift is mainly generated during downstroke motion and the large amount of thrust is generated abruptly at the end of upstroke motion. In the present work, vortical structure in the wake and the pressure field around the airfoil are examined to understand the generation of lift and thrust. Consequently, the lift generation is related with the leading edge vortex which is developed by an effective angle of attack. And the thrust generation can be explained by vortex pairing in the flow field and by vortex staying in the pressure field.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.325-325
• /
• 2017

빗물펌프장은 도시지역 저지대의 우수를 강제로 배출하여 제내지의 치수안전도를 향상시키기 위한 방재시설이다. 변화하는 기상조건에 맞추어 침수취약지역의 치수안전도를 유지 또는 향상시키기 위해서는 빗물펌프장 설계시 목표한 치수성능을 지속적으로 구현할 필요가 있다. 그러나, 펌프시설의 고속운전, 변화하는 펌프운영조건 등의 영향으로 펌프의 성능은 지속적으로 저하된다. 이와 같은 펌프성능의 주요원인은 펌프운영시 발생하는 공기연행이 주요 원인중 하나이다. 흡수정 설계단계에서는 와류에 의한 공기연행을 제어하기 위하여 흡입관경, 흡수정 벽면으로부터의 이격거리 등의 설계요소를 반영하고 있지만, 도심지역의 제한적인 공간특성으로 인하여 설계기준치를 만족하지 못하는 경우가 발생하게 된다. 설계시 흡수정 내에 형성되는 와류를 억제하기 위하여 흡수정의 벽면 모서리를 완만하게 시공하거나, 흡수정 내에 날개벽 또는 별도의 시설을 설치하는 방법을 채택하고 있다. 그러나, 이와 같은 와류방지시설은 고정된 설계조건에 대하여 성능구현이 가능하지만, 홍수시 흡수정 내의 흐름은 하천의 수위 및 유입되는 유량에 의하여 시시각각 변화하게 된다. 이와 같은 운영조건의 변화에 대응할 수 있는 방법을 제시하기 위하여 본 연구에서는 수면에 부유식 와류방지장치를 설치하고 이에 대한 성능을 3차원 수치모의를 통하여 재현한 후 정량적으로 분석하였다. 부유식 와류방지장치에 대한 성능검토결과, 다양한 운영조건에서도 부유식 와류방지장치가 유효한 와류저감효과를 구현하고 있는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.41-41
• /
• 2000

터어빈 블레이드의 경우 제작 또는 설계상의 이유로 뭉툭한 끝단을 가질 수밖에 없게 되는데, 이로 인하여 같은 터보기계인 압축기 블레이드의 경우와는 다르게 블레이드 끝단에서 끝단 와류(Trailing edge vortex)가 발생하게 된다. 이 와류는 블레이드의 손실 증가, 고주파 음파의 생성, 국부적으로 매우 큰 열 전달 및 에너지분산 등 터빈 블레이드의 성능에 좋지 못한 영향을 미치게 된다. 또한 와류와 충격파와의 간섭효과 둥이 존재하는 경우에는 매우 복잡한 유동장을 형성하며 심한 유동 구배가 존재하게 되므로 고해상도의 수치해석 방법이 아니고서는 이를 수치적으로 해석하기가 쉽지 않다.(중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.32 no.8
• /
• pp.20-28
• /
• 2004

For the prediction on the onset of oblique shock wave-induced vortex breakdown, computational studies on the Oblique Shock wave/Vortex Interaction (OSVI) are conducted and compared with both experimental results and analytic mode1. A Shock-stable numerical scheme, the Roe scheme with Mach number-based function (RoeM), and a two-equation eddy viscosity-transport approach arc used for three-dimensional turbulent flow computations. The computational configuration is identical to available experiment, and we attempt to ascertain the effect of parameters such as a vortex strength, streamwise velocity deficit, and shock strength at a freestream Mach number of 2.49. Numerical simulations using the k-w SST turbulence model and suitably modeled vortex profiles are able to accurately reproduce many fine features through a direct comparison with experimental observations. The present computational approach to determine the criterion on the onset of oblique shock wave-induced vortex breakdown is found to be in good agreement with both the experimental result and the analytic prediction.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.57 no.5
• /
• pp.735-742
• /
• 2019

In this work, the electrokinetic interactions between the undulated structure of an ion-selective membrane and electroconvective instability has been studied using numerical analysis. Using finite element method, electric field-ionic species transport-flow field were analyzed by fully-coupled manner. Through the numerical study, the Dukhin's mode as the mechanism of undulated surface for the electroconvective instability were proven. The Dukhin's mode which competes with Rubinstein's mode has roles of (i) decreasing transition voltage to overlimiting regime and (ii) non-linearly increasing of overlimiting current. Also, (iii) the mixing efficiency is enhanced by removal mechanism of high-frequency Fourier mode of the electroconvective instability. Conclusively, the undulated ion-selective surface would provide energy-efficient mechanism for ion-selective transport systems such as electrodialysis, electrochemical battery, etc.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 2010.10a
• /
• pp.48-49
• /
• 2010

선박의 러더하부 끝단에서는 선회에 따른 와류로 인하여 선회력 및 후류유동에 변화를 초래한다. 이를 관측하기 위해 NACA단면 형상의 몰수체를 영각과 관측단면을 변화시키며 $Re=2.0{\times}10^4$에서 실험을 통한 순간유동장을 계측 후 그 영향을 조사하였다. 계측된 결과는 상호상관 PIV기법을 이용 Naca단면 끝단에서의 2차원 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하였다. NACA단면은 영각변화에 따라 후류유동에 영향을 미친다. 동일유입유속에서 영각이 증가함에 따라 관찰단면이 중앙으로 갈수록 와류 규모가 확대되는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2010.02a
• /
• pp.66.1-66.1
• /
• 2010

본 연구는 부유식 방파제의 변수변화에 따른 와의 생성 및 소멸에 대하여 수리모형 실험을 통하여 분석하였다. LDV시스템을 이용하여 직사각형과 사다리꼴형상의 부유식 방파제를 흘수 변화에 따라 유속장을 수집함과 동시에 파고변화를 측정을 하였다. 실험 장비의 불충분으로 인해 방파제와 파도의 상호 간섭을 볼 수 있는 유동장 해명과 파랑변형과의 관계를 연구한 경우는 거의 없는 실정이다. 본 실험에서 그에 따른 와류 및 파랑변형에 대한 관계를 밝혀 보았다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.30 no.1
• /
• pp.28-35
• /
• 2002

In cavity flow, the rectangular step generates so strong sound that many researchers have investigated method to suppress the nois during interaction between vortical flow and rectangular forward step. In this study the flow noise from the vortex motion in two-dimentional low Mach number flow past a forward step with various chamfering angle is calculated numerically. Inviscid incompressible discrete vortex model and matched asymptotic expansion(MAE) theory are applied to obtain the inner flow field and the outer noise field. Both source acoustic pressure and sound intensity are obtained with various chamfering height, chamfering angle and initial vortex position. The pressure amplitude is most suppressed when the chamfering angle is between $15^{\circ}C$ and $30^{\circC}$ at the chamfering length of 30% of the step height.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.40 no.2
• /
• pp.145-156
• /
• 2020

The climate change occurring all over the world increases the risk, specially in urban area, Accordingly, rainwater pumping station expansion is required than before. In order to increase the efficiency of the rainwater pumping station, the analysis of flow characteristics in the pump sump is needed for vortex control. Many efforts have been made to illuminate the vortex behavior using PIV, but any reliable results have not been obtained yet, because of the limitations in image capturing and dependency of measured velocity values on the interrogation area and time interval used for velocity calculation. In this study, therefore, experiments were carried out to find out the limitation of PIV and estimate the validation of the velocity values associated with the analysis parameters such as interrogation area, time interval, grid size. For the experimental condition used in this study, the limitation of PIV and the effects of parameters on the velocity estimation are presented.