• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3039-3044
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• 2007

A few fluid structure interaction analyses have been developed for turbomachinery blades in comparison with aircraft wings. Also, the existing aeroelastic analyses for turbomachinery blades have been mostly limited to cases with a steady freestream. In reality, however, the inflowing freestream is often pulsating. Therefore, this paper presents stability and forced response analyses of an isolated three-dimensional blade under pulsating freestream conditions. A new three-dimensional unsteady vortex lattice model under a pulsating freestream has been developed in discrete time domain to examine unsteady aerodynamic forces acting on a vibrating blade. The blade's structural behaviors have been analyzed by using a three-dimensional plate model. In the aeroelastic analysis, the flutter onset of a blade under pulsating freestream is predicted by the Floquet analysis. The new time domain method can predict aeroelastic stability as well as time history.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.395-395
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• 2015

하천 내 식생은 수리학, 지형학 및 생태학적으로 매우 중요하다. 식생은 하천 수생물들의 서식처를 제공할 뿐만 아니라 필터와 같은 역할을 함으로써 부유사에 의한 하천오염물의 퇴적을 유발하여 하천의 수질을 개선시킨다. 더욱이, 하천 내 흐름 및 난류구조를 변경시킴으로써 식생주변의 유사 퇴적량 및 분포에 크게 영향을 미치고, 결국 하천의 지형을 변화시킨다. 개수로의 식생에 대한 영향은 주로 실험 및 수치모델을 이용하여 연구되었고 전단면이 식재된 조건에서 식생의 항력계수, 식생역내의 부유사 및 확산에 관한 연구가 진행되어왔다. 이러한 연구를 통해 식생역 내의 전단력이 감소하여 부유사퇴적이 증가하고 식생역과 비식생역 사이의 운동량 교환에 의해 부유사 퇴적이 증가함을 보였다. 그러나 개수로에서 존재하는 유한한 크기의 식생에 의한 흐름 및 유사분포에 관한 연구는 아직 미흡하다. 이에 본 연구에서는 침수하지 않은 원형 식생 주변에서 발생하는 흐름특성을 수치모의 하였다. 침수하지 않은 원형식생 하류에서 발생하는 흐름을 계산하기 위해 2차원 수치모형을 적용하였다. 식생에 의한 저항을 고려하기 위해 운동량 방정식에 식생항을 추가하였고 $k-{\varepsilon}$ 난류모형을 적용하였다. 수치모의 조건은 Zong and Nepf (2012)의 수리실험을 참고하여 수로의 길이는 12 m, 폭은 1.2 m로 설정하였다. 0.13 m 수심을 갖는 개수로에 0.22 m 지름을 갖는 원형식생을 상류경계로부터 1.0 m 떨어진 곳에 설정하였다. 식생의 밀도($6{\sim}77m^{-1}$)를 변화시키면서 원형식생 하류의 흐름거동을 분석하였다. 식생밀도가 높은 경우에는 원형식생 양 측면에서 유발된 전단층들의 상호작용에 의해 하류에서 와류가 발생하였다. 와류가 발생하는 위치에서 난류강도가 가장 크게 나타났다. 그러나 식생밀도가 일정 값보다 낮아지면 와류가 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.1-7
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• 2005

비압축성 평균 Navier-Stokes 방정식에 $\varepsilon{-SST}$ 난류 모델을 적용하여 정사각주 주위 유동과 지면의 간극 유동을 해석하였다. 지면이 운동할 경우에는 지면의 박리 전단층의 강도가 약화되어 사각주 상/하부의 박리 전단층 상호 작용을 촉진시키므로 고정 지면에 비하여 더 낮은 간극에서도 와류 배출이 발생한다. 지면 효과를 고려할 경우 고정 지면의 경우와는 달리 지면의 박리 거품이 존재하지 않게 되고, 이로 인하여 2차 박리 주파수는 나타나지 않는다. 이와 더불어 지면이 운동할 경우 고정 지면에 비해 더 높은 와류 배출 주파수와 공력 계수가 나타남을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.291-297
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• 2006

The BVI(blade vortex interaction) noise Prediction has been one of the most challenging acoustic analyses in helicopter aeromechanical Phenomenon. It is well known high resolution airloads data with accurate tip vortex positions are necessary for the accurate prediction of this phenomenon. The truly unsteady time-marching free-wake method, which is able to capture the tip vortices instability in hover and axial flights, is expanded with the rotor flapping motion and trim routine to predict unsteady airloads in forward and descent flights. And Farassat formulation 1-A based on the FW-H equation is applied for the noise prediction considering the blade flapping motion. Main objective of this study is to validate the newly developed prediction code. To achieve the objective, the descent flight condition of AH-1 OLS(operational loads survey) configuration is analyzed using present code. The predicted sectional thrust distribution and sectional airloads time histories show the present scheme is able to capture well the unsteady airloads caused by a parallel BVI. Finally, the predicted noise data, observed in two different positions where are 3.44 times of rotor radius far from the hub center, are quite reasonable agreements with the experimental data compared to the other analysis results.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.28-35
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• 2002

공동흐름에서 직각 계단은 커다란 소음의 원인이 되어 많은 사람들의 와류와 직각계단의 상호 작용 시에 발생되는 소음의 저감 방안을 연구하여 왔다. 본 연구에서는 2차원 저아음속 와류 흐름이 전향계단을 지날 때 발생되는 유동 소음을 전향계단의 형상 변화를 통한, 즉, 계단의 모따기 양과 각도를 바꾸어 가면서 수치적으로 계산하였다. 내부 유동장을 구하기 위해서 비압축성 비점성 이산와류 모델을 가정하였으며, 유동정보로부터 원거리로의 음향장 계산은 MAE 이론을 적용하여 구하였다. 음원에서의 음압과 음압강도를 모따기 높이 및 모따기 각도와 최기 와류의 높이를 변화시켜가면서 다양하게 수치적인 결과를 얻어내었다. 본 연구를 통해서 계단에 접근하는 와류에 의한 원거리 음압은 모따기 양이 계단 높이의 30%에서 모따기 각도가 $15^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$°사이일 때 가장 소음이 적게 발생되는 결과를 얻어내었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.193-204
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• 2011

역동적인 파랑에 노출되는 경우 다양한 failure mode를 쉽게 드러내는 Oil boom의 성능을 개선하기 위해 가장 정교한 파랑모형인 spatially filtered Navier-Stokes 식을 LES (Large Eddy Simulation), 잔차응력에 대한 LDS (Lagrangian Dynamic Smagorinsky 모형), SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법을 활용하여 해석하는 새로운 수치모형이 제언되었다. 이어 부유식 Oil Boom의 누유특성을 규명하기 위해 oil spill, progressive wave, oil boom의 상호작용을 oil boom이 계류삭에 고정되어있는 경우와 oil boom의 excursion이 허용된 경우에 대해 각각 수치모의 하였다. 모의결과 oil boom의 skirt 길이가 수심의 30% 이상이고 excursion이 허용된 경우 oil spill의 차폐 기능은 극대화되는 것으로 밝혀졌다. 이와 더불어 y = 1~2 m 사이에 오일막과 해수의 경계층에서 생성된 와류가 저면으로 확산되면서 시계방향과 반 시계방향의 와류가 엇갈리게 생성되는 coherent eddies가 관측되어 수리실험을 통해 그 존재가 알려진 Kelvin-Helmholz파의 성장과정과 계면으로부터의 일탈과정이 수치모의된 것으로 판단된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권1호
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• pp.7-13
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• 2011

The fluid-structure interaction of a towed body is simulated using a developed code, which is based on the flux-difference splitting scheme on the hybrid Cartesian/immersed boundary method. To improve the stability in the coupling between the fluid and structure domains, a scheme is used, in which the effects of structure deformation are treated implicitly. The developed code is validated for the fluid-structure interaction problem through comparisons with other results on the vortex-induced vibration of elastically mounted cylinders. To simulate behavior of a towed body, an asymmetric tension modelling for a towing cable is suggested. In the suggested model, the tension is proportional to the elongation of the cable, but the cable has no effect on the body motion whenever the distance between the endpoints of the cable is smaller than the original length of the cable. The fluid-structure interactions of a towed body are simulated on the basis of different parameters of the towing cables. It is observed that the suggested tension model predicts the snapping for a shorter towing cable, which is in accordance with the reported results.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.175-183
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• 2010

본 연구에서는 LDV시스템을 이용하여 부유식 방파제 주변의 유동장의 변화를 수리모형실험을 통해 분석하였다. LDV시스템은 유체의 유속을 측정하기 위해 다양한 수리모형실험에서 폭넓게 사용되어왔다. LDV시스템을 이용하면 측정시간이 오래 걸리는 단점이 있지만, 측정한 자료를 가공하지 않고 정확한 유속장을 제시할 수 있다는 장점이 있다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 유동장과 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교분석하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.213-220
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• 2002

Modifying effects of the rectangular forward step for suppressing the unsteady pressure fluctuation during interaction between the upstream vortical flow and the edge are studied numerically. The vertical flow is modeled by a point vortex, and the unsteady pressure coefficient is obtained from the velocity and the potential fields. To investigate the effects of the edge shape the rectangular forward step is chamfered wish various angles. Calculation shows that the pressure peaks become decreased by increasing the vortex height as well as the chamfering angle. The pressure amplitudes are very sensitive to the change of the initial vertex height and its strength. From this study we can find out that the chamfered edge has two effects; the one is that it suppresses the pressure amplitude generated from the edge, and the other is that it decreases the time variation of unsteady pressure fluctuation. These modifying concepts can be applied to attenuate the self-sustained oscillation mechanism at the open cavity flow.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.381-388
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• 2001

Presented are heat data which describe the effect of interaction between bulk flow pulsations and a vortex embedded in a turbulent boundary layer. The pulsation frequencies are 3 Hz, 15 Hz and 30 Hz. A half delta wing with the same height as the boundary layer thickness is used to generate the vortex flow. The convection heat transfer coefficients on a constant heat-flux surface are measured by embedded 77 T-type thermocouples. Spanwise profiles of convection heat transfer coefficients show that upwash region of vortex flow is influenced by bulk flow pulsations. The local heat transfer coefficient increases approximately by 7 percent. The increase in the local change of convection heat transfer coefficient is attributed to the spanwise oscillatory motion of vortex flow especially at the low Strouhal number and to the periodic change of vortex size.