• Title/Summary/Keyword: 와류진동

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질량분사가 있는 덕트 난류유동의 LES 해석 (LES for Turbulent Duct Flow with Surface Mass Injection)

  • 김보훈;나양;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.232-241
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    • 2011
  • 하이브리드 로켓은 난류 산화제 유동과 고체 추진제의 기화로 인한 분사 유동 사이의 상호 작용에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다는 특별한 성질을 가지고 있다. 본 논문에서는 유동 간섭에 의해 표면에서 발생하는 진동 유동의 물리적 특성을 연구하기 위하여 압축성 효과를 고려한 질량분사가 있는 덕트 유동의 LES(Large Eddy Simulation) 해석을 수행하였다. 계산 결과에 따르면, 기화 질량이 분출됨에 따라 주유동방향 와류의 특성이 강해지고 국부적으로 발생하는 역류 현상을 근거로 벽면 근방에서 원주방향 와류가 생성됨을 확인하였다. 그리고 시간 특성을 갖고 나타나는 와류 흘림 현상은 혼합 전단층에 기인한 유동 불안정성에 의해 촉진되었으며, 분출유동에 의해 발달한 고유 진동 유동을 의미하는 압력 섭동의 특정 진동수가 $\omega$=8.8에서 검출됨을 확인하였다.

소형 풍력발전기를 이용한 교량의 공력성능 개선 및 에너지 생산 (Aerodynamic Retrofit of Bridge and Energy Harvesting by Small Wind Turbines)

  • 권순덕;이승호;이한규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권1A호
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    • pp.27-33
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    • 2010
  • 본 연구에서는 소형 풍력발전기를 교량에 설치하여 전력생산과 아울러 내풍안정성을 개선할 수 있는 방안을 연구하였다. 이를 위하여 기존 공기역학적 진동억제 대책과 유사하게 교량에 풍력발전기를 설치하기 위한 방법과 풍력에너지 추정 방법을 제시하였다. 풍동실험 결과를 보면, 페어링처럼 소형 풍력발전기를 설치하면 와류진동을 거의 억제할 수 있는 것으로 나타났고, 이때 교축방향 최적 이격 거리는 터빈 직경의 3-4.5배인 것으로 나타났다. 그리고 풍력발전기를 설치하면 항력계수는 낮아지고 양력계수의 기울기도 음에서 양의 값으로 바뀌어 전반적인 내풍안정성이 향상되는 것으로 나타났다. 한편 풍하측의 풍력발전기는 평균풍속이 낮아 발전을 못하지만, 풍상측의 풍력발전기는 상당량의 전기에너지를 생산하는 것으로 나타났다.

화력 발전용 보일러 덕트-홴 시스템의 진동현상에 대한 연구 : 입구측 와류에 의한 과대진동 사례 (A Study on the Vibration Phenomena of the Duct-fan Systems in Fossil Fueled Boilers : Inlet Vortex Induced Excessive Vibration)

  • 김철홍;주영호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.194-201
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    • 2003
  • During the operation, fatigue failures and cracks of duct plate due to excessive duct vibration occurred in a fan-duct system of fossil fueled boilers. We measured static pressure variation (pressure pulsation) in the outlet, and also measured vibration at the outlet duct of a centrifugal fan. It was found that strong pressure pulsation caused by the inlet vortex occurred in inlet vane of centrifugal fan in the middle range of vane opening. Thus, excessive duct vibration is caused by strong pressure pulsation. In this Paper, it is shown that the frequency and amplitude of pressure pulsation depend mainly on vane opening and are compared with duct vibration. Also, effective solution for reducing pressure pulsation and vibration are presented.

스프링장착 원통형 실린더를 이용한 와류발산현상 파악 (Investigation of the Vortex Shedding with the Spring Mounted Circular Cylinder)

  • 이상호
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권11호
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    • pp.446-451
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    • 2010
  • 와류발산현상을 파악하기 위하여 스프링에 장착된 원통형 실린더의 풍동실험을 수행하였다. 실험에 사용된 스프링장착 실린더는 2 자유도 구조물로 서로 분리된 직선모드와 회전모드를 고유모드로 갖도록 설계되었다. 풍동 실험결과 locking-on 현상에 의한 각 모드의 공명현상이 관찰되었으며 관찰된 결과로부터 와류발산현상은 실린더의 변위형상과 상관관계를 갖는 것을 확인하였다. 또한 와류발산하중에는 실린더의 진폭과 진동수의 영향이 작용함을 파악하였다.

와류간섭에 의한 하이브리드로켓 연소 특성 (The Interaction of Vortex Shedding Behavior in Hybrid Rocket Combustion)

  • 박경수;이창진;신경훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.244-248
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    • 2012
  • 산화제 유동 변화를 위한 디스크를 예혼합실에 장착하여 디스크의 직경과 길이를 변경하며 PMMA/GOx를 이용한 하이브리드 로켓 모터의 지상연소 시험을 수행하였다. 디스크에 의해 산화제 유동의 와류유출(vortex shedding)이 발생하여, 연소율과 압력 진동 등의 연소 특성이 변화하였다. 따라서 하이브리드 로켓에서 발생하는 유동간섭과 연소 특성 사이의 상관관계를 파악하고, 연료 표면에 인접한 곳에서 발생하는 작은 크기의 와류와 예혼합실 안에서 발생하는 와류흘림과의 상호작용에 대해서 알아보기 위해 실험적 연구를 진행하였다.

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동적격자변형기법을 이용한 2차원 실린더의 와류유발진동에 대한 수치해석 (Numerical analysis of the vortex induced vibration of the 2-D cylinder using dynamic deforming mesh)

  • 이남훈;백지영;이승수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.1-9
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    • 2013
  • 이 논문에서는 2 차원 실린더의 와류유발진동에 따른 Lock-in 현상에 대해 수치해석을 수행하였다. 실린더의 운동을 모사하기 위해 변형격자와 고정격자를 이용하였다. 스프링 상사기법을 이용하여 격자를 변형하였다. 격자수 및 시간 간격 등을 조절해 얻은 수렴된 수치해가 비교 및 검증에 사용되었다. 또한, 유체-구조 결합 방법들의 효율성과 정확도를 비교 검토하였다.

응집구조 모델을 이용한 난류 벽면 압력변동에 대한 연구 (A Study on Turbulent Wall Pressure Fluctuations Using a Coherent Structure Model)

  • 안병권
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.405-414
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    • 2007
  • 최근 난류유동에 대한 많은 실험 및 이론적 연구들은 무질서해 보이는 난류유동도 특정한 구조를 가지고 있으며 그 구조적 특성들이 반복적이며 가시적인 질서들을 가지고 있음을 보여주고 있다. 헤어핀 와류는 벽면 영역에서 난류경계층을 발전시키고 지탱하는 중요한 역할을 하는 난류의 핵심 구조로서 벽면 압력변동의 주요 특성을 설명해 줄 수 있는 개념 모델로 여겨지고 있다. 이 연구에서는 난류경계층에서 생성되는 헤어핀 와류들이 유기하는 표면 압력과 압력 스펙트럼을 평가하고 부착와류 모델링을 통해 이들이 유기하는 전체 표면 압력과 그에 상응하는 스펙트럼을 계산하였다. 이 연구를 통해 확립된 해석방법을 검증하기 위해 기존의 실험 및 이론계산을 통해 얻어진 결과들과 비교하여 신뢰성과 유용성을 증명하였다.

고정식 해양구조물의 원형지지각 주위 와유기진동에 관한 연구 (Flow Characteristics around a Circular Cylinder with a Spiral Strake of Fixed Offshore Platform)

  • 김옥석;이경우
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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    • pp.289-290
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    • 2012
  • 본 연구에서는 고정식 해양구조물의 지지각으로 사용되는 원형실린더에 나선형 판을 부착하여 와류유기진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 $Re=6.5{\times}10^3$의 균일유입유동에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용한 실험적인 방법을 적용하였다. 모델의 직경은 40mm이며 후류 유동구조, 난류강도, 응력분포에 대한 통계적 유동정보를 계측하였다. 실험결과로는 원형실린더와 뱃전판을 부착한 실린더와의 비교를 통해 뱃전판의 유동특정을 평가하였으며, 뱃전판의 영향은 후류에서 와의 생성과 소멸 메커니즘의 변화에 큰 영향을 미치고 후류 칼만 와열의 안정적인 제어를 통해 와류유기진동을 억제하였다.

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