• 한국해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.9-19
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• 2001

In this paper we present the aspect of inertial oscillation typically observed in the spin-up of fluids at low Rossby numbers in a circular cylinder. Numerical computations for the quasi three-dimensional equation as well as one-dimensional equation are performed to estimate the predictability of the one-dimensional equation with Ekman pumping/suction models. It is assumed that the discrepancy between the two results may be attributed to the inertial oscillation The detailed analysis to the numerical results reveals that the axial plane is dominated by a comparatively strong oscillatory flows caused by the inertial oscillation. In view of the fact that the time-averaged flow field however agrees to the Taylor-Proudman theorem, it is recommended that further analysis is needed to obtain an improved one-dimensional model like the Reynolds-averaged Navier-Stokes equation for turbulent flows.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권2호
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• pp.107-112
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• 2012

We explored the dynamic motions and the lateral equilibrium positions of an elastic capsule in channel flow at moderate Reynolds number varying Re, aspect ratio, size ratio, membrane stretching and bending coefficient. The transition of tank-treading/swinging to tumbling motion was observed in the simulations and the transition of dynamic motions for capsules resulted in different trend of the variation in the lateral equilibrium positions. Though other conditions were similar, the capsule with tumbling motion migrated closer to the wall than that with tank-treading motion.

• 소음진동
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• 제7권4호
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• pp.613-620
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• 1997

Steady and unsteady flows between rotating cylinders are of interest on lubrication, convective heat transfer and flow-induced vibration in large rotating machinery. Steady rotating flow is generated by rotating cylinder with constant velocity while the unsteady rotating flow by oscillating cylinder with homogeneoysly oscillating velocity. An analytical method is developed based on the simple radial coordinate transformation for the steady and unsteady rotating flows in concentric annulus. The governing equations are simplified from Navier-Stokes equatins. Considering the skin friction based on the radial variation of circumferential flow velocity, the torques acting on the fixed and the rotating cylinder are evaluated in terms of added-inertia and added-damping torque coefficients. The coefficients are found to be influenced by the oscillatory Reynolds number and the radius ratio of two cylinders; however, the effect of the oscillatory Reynolds number on the coefficients is minor in case of relatively low radius ratio.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.647-654
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• 2010

본 연구에서는 날갯짓 비행체 날개의 유체-구조 연계를 고려한 설계나 날갯짓 비행체의 비행 동역학 및 제어 시뮬레이션에 적용 가능한 효율적인 공력모델을 제안하고, 풍동 실험을 통해 공력모델의 특성을 검증하고자 한다. 날갯짓 비행체는 저 레이놀즈 수 영역의 비정상 유동장의 지배를 받기 때문에, 이 영역에서 날개 운동에 따른 공력을 효과적으로 측정할 수 있도록 풍동실험장치를 설계 및 개발하였다. 본 연구의 실험장치 특성상 힘을 측정하는 2축-로드셀은 비관성계에 있기 때문에, 순수한 날개의 공력을 측정하기 위해서는 관성력을 보정해주어야 하며, 이에 대한 방법론을 수립하였다. 최종적으로 유동속도, 날개의 운동 주파수 및 고정 받음각에 따라 날개에 작용하는 양력 및 항력의 평균값 및 평균 제곱근 값을 비교함으로서 실험결과와 공력모델의 특성을 비교 검증하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제1권1호
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• pp.72-83
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• 1992

우리 나라 축사는 생산효율 제고를 위하여 대형화, 밀폐화, 고밀도화, 자동화 경향이 뚜렷하다. 대형의 밀폐된 고밀도 축사는 쾌적한 실내환경을 전제로 하기 때문에 기계적으로 실내환경을 적절히 제어하지 않으면 안된다. 제한된 공간에 먼지, 병원성 미생물, 유해기체, 수분이나 열의 과도한 집적은 생산과 재생산효율에 심각한 영향을 미친다. 그러므로 축사내 생산주체인 가축과 작업인이 쾌적한 실내환경에서 생산활동을 할 수 있도록 열적, 화학적/생물학적 환경을 물리적으로 제어하지 않으면 안된다. 본 연구는 실험축사내 가축이 일정한 열을 발생할 때 실내공기의 유동형태를 예측하기 위해서 수행하였다. 이 연구의 결과를 실내환경제어를 위한 환기시스템 책략 개발의 기초자료로 활용할 수 있다. 실험축사내의 공기유동을 예측하기 위해 Body-Fitted Coordinate(BFC)의 격자배열과 k-$\varepsilon$ 난류모형 및 SIMPLE계열 solution scheme을 사용하였으며, 예측의 유효성 검정은 Boon(1978)의 실험결과를 이용하였다. 예측한 공기유동의 형태와 실험한 공기유동의 형태를 비교한 결과 대체로 만족할만한 결과를 얻었다. 그러나 유입공기의 온도가 1$0^{\circ}C$인 경우의 공기유동은 실험유동형태와 약간의 차이가 있었다. 즉, 실험에서는 수평슬롯으로 유입 된 공기가 바로 아래로 굴절되어 유동하였으나, 예측의 결과는 일정 거리로 수평방향으로 유동하다가 아래로 굴절하였다. 이런 유동의 차이는 k-$\varepsilon$ 난류모형 자체가 경험적으로 부력에 민감하게 반응않는 결함이 원인이 될 수도 있으며, 실험의 부적절한 수행이 원인이 될 수도 있다. 이 유동의 경우 Reynolds 수가 3,000정도의 난류이며, 완전발달유동 (fully-developed flow)이므로 관성력 (inertia force)이 부력 (buoyancy force)보다 커, 일정거리 수평으로 유동하다가 아래로 굴절할 수도 있기 때문이다. 앞으로 이를 규명하기 위한 보다 깊이 있는 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권2호
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• pp.39-45
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• 2000

인공위성의 추력기는 필요한 추력을 발생시키는 장치이며, 추력기 연소실내로 연료를 공급하기 위해 추력기 밸브를 여닫게 된다. 추력기 밸브는 매우 짧은 시간 동안 연료유동을 차단하여 연료공급관내의 압력은 비정상상태가 된다. 이때 연료의 유동 관성력과 관로 재질의 탄성, 그리고 연료 자체의 압축성에 의하여 압력의 맥동현상이 발생하고, 최대압력이 예상치 못할 정도로 높은 경우에는 추력기 밸브 등 연료공급계통의 파손을 유발한다. 본 연구에서는 연료가 연료공급계통을 지날 때 발생되는 압력강하와 그 유동량을 실험적으로 계측하였으며, 추력기 밸브 입구에서의 비정상 유동특성을 계측하여 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.281-281
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• 2022

바닥에서 생성되는 난류는 순간적으로 강한 모멘텀을 바닥에 전달함과 동시에 바닥에 있는 입자를 움직이게 한다. 경계층 내 난류 운동에 대한 분석은 다양한 유사 이송 문제를 이해하기 위해 필수적이며 이에 따라 많은 선행 연구들은 실험실 실험을 통해 해당 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 선행 연구에서 사용하지 못했던 진보된 실험 방법을 활용하여 바닥 경계층 내의 난류 운동에 대해 확인하고 해당 운동에 의해 관성 입자의 움직임이 어떻게 발생하는지에 대하여 물리적으로 설명하고자 한다. 다양한 흐름 조건에서 3가지의 입경 크기를 가지는 모래 입자를 가지고 실험을 수행하였으며, 실험 조건별 고해상도 유속장 및 관성 입자의 움직임은 3차원 입자 영상 유속계 (Particle Image Velocimetry; 이하 PIV)와 입자 추적 유속계 (Particle Tracking Velocimetry; 이하 PTV)를 동시에 적용하여 파악하였다. 취득된 3차원 유속장과 입자 궤적을 기반으로 실험 조건별 흐름 및 입자 거동 특성에 대해 분석하였으며, 관성 입자의 움직임을 발생시키는 3차원 난류 운동은 측정된 유속장에서 산정한 Q-criterion 값을 기반으로 도식화하였다. 측정값 내에는 난류 운동에 대한 정보와 더불어 잡음이 포함되어 있으므로 이를 제거하고자 적합 직교 분해 (Proper Orthogonal Decomposition; 이하 POD) 방법을 적용하였다. 그리고 POD로 추출한 유속장을 통해 바닥면 부근에 존재하는 헤어핀 와류 운동 혹은 와류 묶음과 같은 난류 고유 구조를 파악하였다. 해당 와류 운동들의 3차원 난류 특성을 확인하고자 비등방성 불변 지도(anisotropy invariant map)를 활용하였으며 경계층 내부에서 난류의 형태가 흐름 방향으로 늘어진 럭비공 형태임을 확인하였다. 마지막으로, 입자의 움직임을 발생시키는 난류 이벤트를 결정하고자 사방구 분석 (Quadrant analysis) 기법을 적용하였으며 흐름 조건별로 입자를 움직이게 하는 난류 이벤트는 달라짐을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1674-1682
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• 1991

본 연구에서는 4기통 고속 가솔린 기관의 흡기관 내 유체유동이 체적효율에 미치는 동적효과를 고려하여, 흡기관에 임피던스를 이용한 음향학적 방법을 이용해서 흡기관 최적설계를 해석하고, 기관실험을 통해 그 신뢰성을 확인하고자 한다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.215-216
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• 2000

Granular Bed Filter에서의 미세입자 제거에 대한 연구, 특히 정전기력을 이용한 미세입자의 포집효율에 관한 연구는 수많은 연구자들에 의해 수행되어 왔으나, 이론식 내의 입자들의 관성, 유동장 그리고 입자에 작용하는 전기력의 복합성 때문에 직접적인 일반 해를 구하기가 어려운 것이 사실이다. 정전기력을 이용한 입자의 여과특성 및 효율에 대한 이론적 연구는 주로 외부 전기장을 주었을 경우와 포집체와 입자가 모두 대전되었을 경우를 중심으로 수행되어 왔다. (중략)

• 전산구조공학
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• 제4권4호
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• pp.135-144
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• 1991

본 논문에서는 해양구조물에 작용되는 파력을 산정하고 구조물-유동의 상호작용을 해석하기 위하여 유동장을 유한요소법으로 모형화하여 해석할 때에, 효과적으로 적용될 수 있는 유체의 3차원 무한요소를 개발하였다. 유동의 수식화는 선형파동이론에 근거하였고, 구조물의 크기가 비교적 큰 경우를 대상으로 함으로써 유동의 관성력항이 지배적이므로, 점성저항력의 영향을 무시하였다. 유동의 지배방정식이 속도포텐셜에 대한 라플라스 방정식으로 주어지고, 구조물의 표면, 수면 및 해저면을 경계로 하여, 수평방향으로는 무한대로 펼쳐진 영역에서 정의된 문제를 효과적으로 해석하기 위하여, 두 종류의 유동요소를 개발하였다. 하나는 무한원방향으로 방사되는 파를 모형화 하기 위한 무한 요소이며, 다른 하나는 심해조건에서 유용하게 적용될 수 있는 가상바닥경계요소이다. 본 연구에서 제안한 유동요소들의 유용성과 효율성은 여러가지의 부유식 해양구조물에 대한 예제해석을 통하여 입증하였다. 같은 에제에 대하여 다른 방법으로 해석한 타 문헌상의 결과와 비교할 때, 본 연구에서 개발한 유동요소를 사용한 방법이 매우 좋은 결과를 줌을 알 수 있었다.