• 한국추진공학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.1-9
• /
• 2017

초임계 환경에서 와류형 분사기의 극저온 질소 분무 동적 특성 분석을 위하여 3차원 LES 난류 모델을 적용하였다. 초임계 상태에서 질소의 상태량들을 정확하게 예측하기 위해 SRK 실기체 상태방정식을 사용하였고, 점성계수와 열전도도는 Chung의 고압 상태 혼합물에 대한 방정식, 그리고 확산 계수는 Fuller의 이론에 Takahashi의 보정식을 적용하였다. 질소 분무 결과, 분사기 내, 외부에서 유동장과 음향장 사이의 상호작용으로 복잡한 유동구조가 형성된다. 복잡한 유동 현상을 분석하기 위해 FFT, POD 그리고 DMD 기법을 적용하여 해석을 수행하였다. FFT 해석을 수행하여 분사기 내, 외부에서 나타나는 특정 주파수를 파악하였으며, POD와 DMD를 통해 각 주파수가 어떠한 유동 구조를 갖는지에 대한 연구를 수행하였다. 또한, DMD를 통해 각 주파수의 감쇠 계수를 파악하여 이를 실험 결과와 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.237-237
• /
• 2022

우리나라 하천 내에 설치된 횡단구조물은 보 35,000개소 이상으로 전국 하천의 0.6 km마다 수공구조물이 위치해 있으며 이로 인해 종적(longitudinal) 연결성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 농어촌연구원의 조사에 따르면 하천 횡단구조물이 설치된 구간에 어도 설치율은 14.9%로 나타났으며 이는 수생태 관점에서 연속성이 매우 열악한 상태임을 확인 할 수 있다. 이에 우리나라 각 부처 국토교통부, 환경부 등에서는 수생태 연속성을 확보하고자하는 노력이 지속되고 있으며 대표적으로 어류의 이동통로인 어도를 설치하거나 기존 어도의 효율을 향상시키기 위하여 개보수 작업을 지속적으로 실시하고 있다. 어도의 기능을 평가하기 위해서는 어도 내의 수리특성을 정확히 파악하는 것이 중요한데 연속적인 구조물로 구성된 어도 내 흐름은 매우 복잡하다. 특히 어도 내 구조물간 상호작용에 의하여 비정상 흐름이 발생하며 구조물 뒤에서는 사수역(dead zone)이 형성된다. 사수역에서 나타나는 와류의 거동은 구조물의 기하학적 특성에 따라 변화한다. 본 연구에서는 2차원 수심적분 수치모형을 활용하였으며 벽면 근처 점성저층의 유속분포을 재현하기 위하여와 점성항에 감쇠함수(damping function)를 고려하였다. 수치모형의 검증을 위해 실내 실험수로의 직선 개수로에서 PIV(particle image velocimetry)를 활용하여 연속적으로 배치된 구조물에 의한 유속자료를 활용하였다. 이 결과는 향후 새로운 어도설계 혹은 기 설치된 어도의 수리학적 기능을 평가하는데 활용이 가능할 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권6A호
• /
• pp.1013-1022
• /
• 2006

본질적으로 두 개의 I형 거더를 가진 사장교는 공기역학적으로 불리한 특성을 가지고 있음에도 불구하고 경제적으로 유리하기 때문에 최근 우리나라에서 많이 건설되고 있다. 본 논문에서는 두 개의 I형 거더를 가지는 사장교의 실제 조건 하에서의 공기역학적 특성을 평가하기 위하여 영각, 난류강도, 감쇠비를 변화시켜가면서 단면모형실험을 수행하였다. 비틀림 강성이 다른 두 개의 상부 단면 형식이 시공단계 및 완공 후에 대하여 각각 조사되었고 교량의 공기역학적 특성을 향상시키기 위하여 3가지 형식의 페어링이 고려되었다. 연구결과, 전통적인 등류에서의 단면모형실험은 다소 비관적으로 공기역학적 거동을 평가하고 있으며 교량의 바람에 의한 응답은 난류강도와 구조감쇠비에 따라 현저하게 변화하는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 페어링은 와류진동 및 버페팅 진동을 감소시켰으며 또한, 플러터의 발생속도도 증가시켰다. 본 연구결과는 두 개의 I형 거더를 가지는 사장교의 내풍설계를 위한 많은 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.245-251
• /
• 2009

Numerical algorithms for solving the incompressible Navier-Stokes equations using P2P1 finite element are compared regarding the eigenvalues of matrices. P2P1 element allocates pressure at vertex nodes and velocity at both vertex and mid nodes. Therefore, compared to the P1P1 element, the number of pressure variables in the P2P1 element decreases to 1/4 in the case of two-dimensional problems and to 1/8 in the three-dimensional problems. Fully-implicit-integrated, semi-implicit- integrated and semi-segregated finite element formulations using P2P1 element are compared in terms of elapsed time, accuracy and eigenvlue distribution (condition number). For the comparison,they have been applied to the well-known benchmark problems. That is, the two-dimensional unsteady flows around a fixed circular cylinder and decaying vortex flow are adopted to check spatial accuracy.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권4호통권77호
• /
• pp.499-509
• /
• 2005

강풍으로 유발되는 고층건축물의 풍진동은 주로 와류에 의한 풍직각방향의 진동에 의하여 발생한다. 이러한 진동은 단면형상이 일정한 유연하고, 경량이며, 경감쇠인 고층건축물인 경우 가장 심하게 발생한다. 본 논문은 와류에 기인한 풍직각방향의 진동을 저감시키기 위한 공역학적인 방법을 논한 것이다. 항력 및 횡력방향의 압력을 균등화하고 또한 양방향의 공간적인 간섭을 분산시키고, 풍직각 방향으로 작용하는 풍력의 크기를 효율적으로 감소시키기 위하여 건축물의 풍방향 및 풍직각방향에 중공부를 설치하였다. 실험모형은 모두 형상비가 8:1이 되도록 하였고, 중공부의 형상은 2종류, 크기는 2종류, 위치는 6종류로 변화시킨 총 24종류의 모형을 제작하여 풍력실험을 실시한 후 각 모형에 대한 풍방향 및 풍직각방향의 변위응답특성을 조사하였다. 최종적으로 중공부를 가진 모형의 효율성을 분석하기 위하여 중공부를 가진 모형에 대한 결과를 중공부가 없는 정사각형 각주의 변위응답 특성과 비교 분석하여 중공부의 형상 변화, 크기 변화, 위치 변화에 따른 풍진동의 저감효과의 정도를 정량적으로 규명하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권5호
• /
• pp.456-466
• /
• 2010

전형적인 하이브리드 모터의 연소 불안정 현상인 DC-Shift는 비선형적 특성을 갖는다. DC-Shift는 두 가지 형태로 나타나게 되는데, 압력이 급격하게 상승하는 양의 DC-shift와 연소 도중에 압력이 갑자기 감소하는 음의 DC-shift로 구분된다. 이 논문에서는 산화제 공급 유동 조건을 다양하게 변화시켜 음의 DC-shift 현상을 유도하고 산화제 공급 유동조건과 하이브리드 로켓이 갖고 있는 기본적인 주파수와 Helmholtz 주파수, 음향모드와의 공진을 유도하여 음의 DC-shift 현상의 발생 조건과 특징에 대하여 알아보았다. 실험 결과 연소 중 수백 Hz 대역의 압력 주파수 이동을 확인하였으며, 음의 DC-Shift가 연소로 발생하는 주파수와 유동의 흐름으로 인한 주파수간 위상이 상호 감쇠되어 발생한 것으로 나타났다. 향후 연소 중 나타나는 주파수의 변화에 따른 DC-Shift 현상에 대해서는 계속 연구되어야 한다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2015

We investigated the Reynolds number effects on the flow over a twisted offshore structure in the range of 3×10³≤ Re ≤ 1 × 10⁴. To analyze the effect of the twisted surface treatment, a large eddy simulation (LES) with a dynamic subgrid model was employed. A simulation of the cylindrical structure was also carried out to compare the results with those of the twisted offshore structure. As Re increased, the mean drag and lift coefficient of the twisted offshore structure increased with the same tendency as those of the cylindrical structure. However, the increases in the mean drag and lift coefficient of the twisted offshore structure were much smaller than those of the cylindrical structure. Furthermore, elongated shear layer and suppressed vortex shedding from the twisted offshore structure occurred compared to those of the cylindrical cylinder, resulting in a drag reduction and suppression of the vortex-induced vibration (VIV). In particular, the twisted offshore structure achieved a significant reduction of over 96% in VIV compared with that of the cylindrical structure, regardless of increasing Re. As a result, we concluded that the twisted offshore structure effectively controlled the flow structures with reductions in the drag and VIV compared with the cylindrical structure, irrespective of increasing Re.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.15-24
• /
• 2004

일반적으로, 2개의 I형 거더로 이루어진 ${\pi}$형거더는 공기역학적으로 불안하여 내풍설계에 있어 매우 불리 한 것으로 알려져 있다. 공기역학적 진동은 구조물의 강성이나 감쇠의 향상, 단면 형상의 연구 등에 의해 억제될 수 있으므로 본 연구에서는 ${\pi}$ 형단면을 가진 4경간 사장교에 대해 영각과 공기역학적 제진장치의 추가로 인한 단면의 변화에 따른 2차원 진동실험을 통하여 공기역학적 특성을 파악하도록 하였다. 등류와 난류에서의 실험결과 본 교량단면은 기본단면만으로도 내풍안정성을 충분히 갖추고 있기 때문에 페어링(Fairing) 및 베플(Baffle Plate) 등의 추가적인 공기역학적 제진장치가 필요하지 않을 것으로 판단된다. 이는 본 교량의 경우 주경간이 230m인 4경간으로 이루어져 있어 비슷한 단면을 가진 교량에 비하여 수직 및 비틀림 진동수가 크고 강성이 크기 때문에 설계풍속 내에서 공기역학적으로 안정한 것으로 보여진다.