• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.18 no.4
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• pp.279-288
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• 2015

Using the Vehicle Modeling Function, which can model various 3D nose shapes, nose shape optimization is performed to reduce the aerodynamic drag of the KTX Sancheon. 2D characteristic shapes of the KTX Sancheon nose were extracted and a base model of the KTX Sancheon was constructed for design optimization using the Vehicle Modeling Function. The design space was constructed with the base model and does not violate the shape constraints of commercial trains. Through nose shape optimization with the Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno algorithm, the aerodynamic drag of the optimized shape was reduced by 6% compared to that of the base model. The longer nose and sharper edge of the optimized shape weaken the vortices behind the last car and can reduce the aerodynamic drag.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.2
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• pp.94-101
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• 2016

In this paper, aerodynamic effects on the flow field under the wing with varying aspect ratio were investigated by measuring pressures on the lower surface of wing and analysing velocity components using Particle Image Velocimetry at Reynolds numbers of $1.384{\times}10^5$ and $2.306{\times}10^5$. In case of aspect ratio 4.8 which keeps the wing tip at a distance of 80% chord length from the pylon, the vortex from the wing tip influenced the flow field under the wing by reducing static pressures on the lower surface and increasing the velocity in proximity of the wing tip. Throughout the results, it is observed that aerodynamic effects of wing tip on the flow field around pylon under wing become insignificant as the aspect ratio increases.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.12
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• pp.999-1008
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• 2014

In this study, we consider the heat transfer characteristics of channel flow in the presence of an infinite streamwise array of equispaced identical rotating circular cylinders. This flow configuration can be regarded as a model representing a micro channel or an internal heat exchanger with cylindrical vortex generators. A numerical parametric study has been carried out by varying Reynolds number based on the bulk mean velocity and the cylinder diameter, and the gap between the cylinders and the channel wall for some selected angular speeds. The presence of the rotating circular cylinders arranged periodically in the streamwise direction causes a significant topological change of the flow, leading to heat transfer enhancement on the channel walls. More quantitative results as well as qualitative physical explanations are presented to justify the effectiveness of varying the gap to enhance heat transfer from the channel walls.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.2
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• pp.655-661
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• 2019

This study examined the change in driving performance according to the starting position of the rear diffuser of a vehicle. To accomplish this, the CATIA 3D design program was used to model the vehicle with reference to a commercial SUV vehicle and design the rear diffuser to start from 300, 400, and 500 mm from the rear tire. The flow and drag change were analyzed and the change in air flow was confirmed using Fluent, a flow analysis program at a vehicle traveling speed of 60, 100, and 140 km/h. The rear diffuser reduced the lift and drag forces compared to no diffuser regardless of the starting position. This is because if there is a rear diffuser, it will reduce the vortex phenomenon by suppressing the flow separation that occurs when air is drawn out from the rear portion of the vehicle. In this study, the starting point SP 400 was determined to be the optimal condition because the lift force was the smallest at SP 400 and the lift reduction effect was the best.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.1
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• pp.17-25
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• 2019

An intake of Aircraft becomes S-shaped geometry due to spatial limitation or procuring survivability. But curvature of the S-shaped geometry makes secondary flow or flow separation which is the cause of non-uniform pressure distribution. In this study, boundary layer suction is applied to RAE M 2129 S-Duct by attaching sub duct. Design variable is suction location and angle. A mass flow rate drawn out by suction at the sub duct outlet is constant over every model. A grid dependency test was conducted to verify validity of computation. The comparison among the CFD (Computation Fluid Dynamics), ARA experimental result, and ARA computation result of non-dimensional pressure distribution on the Port side and Starboard Side confirmed the validity of CFD. In this study, Distortion Coefficient was used for evaluating aerodynamic performance of S-Duct. The analysis, which was about flow separation, vortex, mass flow rate distribution, and pressure distribution were also investigated. Maximum 26.14% reduction in Distortion Coefficient was verified.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.103-103
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• 2016

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도시홍수의 피해가 급격히 증가하고 있다. 특히 인구가 밀집하고 교통량이 많은 대도시의 경우 동일한 호우에 대하여 녹지나 농경지 등에 비해 그 피해가 더 심각하다. 일반적으로 홍수 피해의 직접원인은 외수로 인한 피해와 내수로 인한 피해로 크게 구분할 수 있다. 외수피해는 주로 소하천 및 지천의 범람, 제방의 붕괴 등으로 발생한 것이며 내수피해는 배수로, 하수도 및 펌프장의 내수배제능력 부족이 주된 원인이다. 따라서 도시홍수를 효과적으로 방어하기 위해서는 우선적으로 내배수시설의 성능개선이 선행되어야 할 필요가 있다. 이러한 내배수 시설의 성능 개선을 위해서는 현재 기 설치되어 있는 빗물펌프장의 설계 및 내배수 효율에 대한 성능평가가 필요하다. 하지만 현재 국내 펌프설계기준에는 빗물펌프장의 설계 및 운영에 대한 구체적인 성능 평가 방법이 제시되어 있지 않은 실정이다. 만약, 펌프 흡입수조 및 흡입파이프의 형상이 적절하게 설계되지 못한다면 물이 파이프 입구로 부드럽게 흡입되지 못하고 볼텍스 및 스월이 발생하게 된다. 이러한 볼텍스 및 스월은 펌프 입구 쪽으로 물 뿐 아니라 공기를 함께 흡입시킴으로써 펌프의 효율저하, 소음, 진동을 발생시키며 펌프 파손의 원인이 될 수 있다. 따라서 펌프를 설치하기 전 펌프 설치 후에 발생되는 펌프 흡입부 주변의 흐름특성 변화 및 흐름특성이 구조물에 미치는 영향 등을 고려하기 위하여 수리모형실험이 필요한데, 수리모형실험은 많은 시간과 비용이 들어가기 때문에 이를 대체할 수 있는 방안이 요구된다. 그런 이유로 최근에는 수리모형실험 대신 수치모의를 이용하는 경우가 많다. 수치모의의 결과는 수리실험의 결과와 비교, 검증을 거쳐 신뢰성을 얻는다. 본 연구에서는, 3차원 수치모형의 다양한 난류모델을 이용하여 흡입파이프로 물이 유입될 때 흡입부 내, 외의 수심 별 유속 변화를 분석하고, 그 결과를 이용하여 FLOW 3D 모형의 검증을 수행하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.3B
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• pp.325-335
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• 2010

The aim of this study is to survey the effects of laying drainage layer in sandy beach on beach stabilization. At first, the numerical model developed by Hur and Lee (2007), which is able to consider the flow through a porous medium with inertia, laminar and turbulent resistance terms, i.e. simulate directly WAve Structure Seabed/Sandy beach interaction and can determine the eddy viscosity with LES turbulent model in 3-D wave field (LES-WASS-3D), is validated by comparing with existing experimental data. And then, numerical simulation is carried out to examine the characteristics of wave-sandy beach interaction for a beach with/without drainage layer. From the numerical results, it is shown that mean ground-water level around a foreshore decreases and offshore-ward flow over a seabed reduces in case of a beach with drainage layer. Moreover, the effects of cross profile of drainage layer and incident wave condition on mean ground-water level around a foreshore are also discussed as well the distribution of wave setup around the foreshore.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.4
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• pp.378-383
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• 2013

A butterfly throttle valve has been used to control the brake power of an SI engine by controlling the mass flow-rate of intake air in the induction system. However, the valve has a serious effect on the volumetric efficiency of the engine due to the pressure resistance in the induction system. In this study, a new intake air controlling valve named "Variable Geometry Throttle Valve(VGTV)" is proposed to minimize the pressure resistance in the intake system of an SI engine. The design concept of VGTV is on the application of a venturi nozzle in the air flow path. Instead of change of the butterfly valve angle in the airflow field, the throat width of the VGTV valve is varied with the operating condition of an SI engine. In this numerical study, CFD(computational fluid dynamics) simulation technique was incorporated to have an aerodynamics performance analysis of the two air flow controlling systems; butterfly valve and VGTV and compared the results to know which system has lower pressure resistance in the air intake system. From the result, it was found that VGTV has lower pressure resistance than the butterfly valve. Especially VGTV is effective on the low and medium load operating condition of an SI engine. The averaged pressure resistance of VGTV is about 49.0% lower than the value of the conventional butterfly throttle valve.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.3
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• pp.217-225
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• 2017

This research represents comparison and validation of static aerodynamic results in different wind tunnel organizations and EFD-CFD results. KAFA conducted wind tunnel tests with Standard Dynamics Model(SDM) which is based on the NRC model, the same configuration of KARI; and then compared and analyzed similarities and differences of the data from KARI and NRC results for verifying the accuracy of wind tunnel tests. Also, We compared the result of CFD with that of wind tunnel tests and examined strakes effect in static characteristics which are attached on the forward fuselage of SDM for investigating the cause of some discrepancies. From this analysis, there are some discrepancies in Cm tendency between EFD-CFD and it did not show the big difference of aerodynamic characteristics by strake effects. Thus, we need to research additionally for analyzing the different cause of some discrepancies such as vortex structures by the rear strut or intake of SDM and regenerating grid resolution of CFD.