• 대한기계학회논문집B
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• 제27권4호
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• pp.415-423
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• 2003

The hydrodynamic instability of the three-dimensional boundary-layer over a rotating disk has been numerically investigated for these flows; Ro = -1, -0.5, and 0, using linear stability theory. Detailed numerical values of the disturbance wave number. wave frequency. azimuth angle. radius (Reynolds number, Re) and other characteristics have been calculated for the pre-swirl flows. On the basis of Ekman and Karman boundary layer theory, the instability of the pre-swirl flows have been investigated for the unstable criteria. The disturbance will be relatively fast amplified at small fe and within wide bands of wave number compared with previously known Karman boundary-layer results. The flow (Ro =-0.5) is found to be always stable for a disturbance whose dimensionless wave number is greater than 0.9. It has a larger range of unstable interval than Karman boundary layer and can be unstable at smaller Re.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제8회 학술강연회논문집
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• pp.63-72
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• 1997

본 논문은 분사제트 주위에 형성되는 와류를 조절하여 제트를 제어하기 위하여 유동가시화, 속도분포 및 난류성분을 측정하는 실험을 수행하였다. 와류를 조절하기 위한 방법으로 제트노즐 주위에 환형관을 설치하여 환형관으로부터 2차제트를 분사 또는 흡입함으로써 제트주위에 형성되는 전단류를 변화시켰다. 2차제트 분사시 주제트 주위에 형성되는 와류의 발달을 억제함으로써 제트 포텐셜코어의 길이가 아주 길어지는 제트유동을 얻을 수 있었다. 환형관으로부터 주제트주위의 유체를 흡입하는 경우 제트주위의 전단류가 흡입비 R=1.3∼l.65에서 대류불안정성에서 절대불안정성으로 바뀜으로써 형성된 와류가 하류에서 제트중심부까지 발전, 결합되는 것을 방지하여 더 긴포텐셜코어와 중심에서 낮은 난류강도를 얻었다. 위의 결과는 환형관 주위에 부착한 깃의 높이 변화에 따라서 변화하였는데, 이것은 깃이 환형관을 통한 흡입유동의 유로역할을 함으로써 제트밖으로부터 흡입되는 것을 방지할 수 있었다. 분사제트 벡터링을 위하여 제트노즐 주위의 환형관을 이등분하여 한쪽으로만 제트주위의 유동을 흡입함으로써 제트주위에 다른 전단류를 형성함과 동시에 Coanda효과를 이용하여 분사제트를 편향시켰다. 편향되는 정도 및 난류성분은 홉입속도 비에 따라서 크게 바뀌었다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제3권2호
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• pp.45-50
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• 2005

Electro-osmotic flow (EOF) instability in a microchannel has been experimentally investigated using a micro-PIV system. The micro-PIV system consisting of a two-head Nd:Yag laser and cooled CCD camera was used to measure instantaneous velocity fields and vorticity contours of the EOF instability in a T-shape glass microchannel. The electrokinetic flow instability occurs in the presence of electric conductivity gradients. Charge accumulation at the interface of conductivity gradients leads to electric body forces, driving the coupled flow and electric field into an unstable dynamics. The threshold electric field above which the flow becomes unstable and rapid mixing occurs is about 1000V/cm. As the electric field increases, the flow pattern becomes unstable and vortical motion is enhanced. This kind of instability is a key factor limiting the robust performance of complex electrokinetic bio-analytical devices, but can also be used for rapid mixing and effective flow control fer micro-scale bio-chips.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권1호
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• pp.57-63
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• 2014

This study performed numerical analysis for the characteristics of flow-induced forces and the flow instability depending on the cross-sectional shape of the cylinder in laminar flow. To implement the cylinder cross-section, we adopted an Immersed Boundary Method with marker particles. We analyzed flow characteristics based on the radius of corner curvature. Main parameters are corner radius and Reynolds number (Re). With Re = 40, 50, 150 we calculated the flow field, drag coefficient, RMS of lift coefficient, pressure coefficient and Strouhal number in conjunction with the corner radius variation. Also, we calculated critical Reynolds number ($Re_c$) depending on the corner radius variation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권12호
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• pp.1774-1783
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• 1998

The transition from steady laminar to chaotic convection in a glass melting furnace specified by upper surface temperature distribution has been studied by the direct numerical analysis of the two and three-dimensional time dependent Navier-Stokes equations. The thermal instability of convection roll may take place when modified Rayleigh number($Ra_m$) is larger than $9.71{\times}10^4$. It is shown that the basic flows in a glass melting furnace are steady laminar, unsteady periodic, quasi-periodic or chaotic flow. The dimensionless time scale of unsteady period is about the viscous diffusion time, ${\tau}_d=H^2/{\nu}_0$. Through primary and secondary instability analyses the fundamental unsteady feature in a glass melting furnace is well defined as the unsteady periodic or weak chaotic flow.

• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.71-79
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• 2017

액체-기체의 2상 유동에 대한 수치해석 기법을 연구하였다. 비압축성 방정식에는 가상 압축성 기법을 적용하였으며 LS와 VOF를 합친 CLSVOF 기법을 적용하여 액체-기체 경계면을 추적하였다. CLSVOF의 격자 의존도를 파악하기 위해 h=1/64, 1/128, 1/128, 그리고 1/160의 격자로 Zalesak's disk 문제와 액체의 3차원 변형 문제의 수치해석을 실시했으며 격자가 최대 보존 오차에 미치는 영향을 조사하였다. 비압축성 2상 유동 방정식을 적용하여 Rayleigh-Taylor 불안정성에 대한 수치해석을 실시하였고 밀도 차에 의한 액체 표면 불안정성이 나타난다는 것을 알 수 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.622-624
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• 2016

교량의 케이블이나 송전선같은 원형 구조물들은 유동의 불안정성에 의해 물체 후방에 Vortex가 발생한다. 이렇게 발생한 Vortex는 구조물에 진동과 소음을 발생시키게 된다. 본 연구에서는 이러한 원형 구조물들의 배열에 따른 해석을 진행하였다. 같은 크기의 두 원형 실린더를 주 유동 방향으로 정렬시킨 배열을 EDISON 전산열유체 시스템을 이용하여 해석하였다. 두 원형 실린더의 중심의 거리를 1.5 D부터 5 D까지 변화시켜가며 거리에 따른 각 실린더의 Drag coefficient에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 두 원형 실린더 사이의 거리가 감소할수록 후류 쪽에 위치한 실린더의 Drag coefficient의 값이 감소하는 양상을 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.45-52
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• 2002

2차원 수중 초음속 제트의 구조 및 유동 불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 제트의 구조 및 시간에 따른 변화를 관찰하기 위하여 고속 디지털 카메라 촬영과 정압을 측정하였다. 공기 유량의 변화에 따른 제트의 구조를 초고속 촬영하여 이로부터 얻어진 장면에서 확산각을 구했다. 일련의 제트의 주기적인 특성에 따른 구조를 관찰하였고 불안정성의 초당 주기 발생 횟수가 5-6회 정도로 측정되었다. 세 가지 특성 길이 $L_1$, $L_2$, $L_3$를 정의하였다. $L_1$은 불안정적 주기가 발생할 경우 최대제트의 폭 스케일, $L_2$는 2차적인 유동이 유입되는 곳의 제트의 폭 스케일, $L_3$는 노즐 출구로부터 2차적으로 유도된 유동이 유임되는 곳까지의 길이다. $L_1$/$L_2$는 전압 즉, 탱크 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향성을 가지고 있고 $L_3$는 전압이 증가함에 따라 증가하는 경향성을 띄었다. 시간에 따른 정압 변화를 측정하였으며 FFT결과를 통해서 불안정성으로 인해 발생하는 주파수와 유사한 값인 5Hz에서 고유진동이 발생하는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권8호
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• pp.702-710
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• 2007

Direct numerical simulation (DNS) is performed to investigate suppressed wake transition and occurrence of lock-on in the wake of a circular cylinder disturbed by sinusoidal perturbation at the Reynolds number of 220 (A-mode instability regime). The sinusoidal perturbation, of which the frequency is near twice the natural shedding frequency, is superimposed on the free stream velocity. It is shown that the wake transition behind the circular cylinder can be suppressed due to the perturbation of the free stream velocity. This change causes a jump in the Strouhal number from the value corresponding to A-mode instability regime to the value corresponding to retarded wake transition regime (extrapolated from laminar shedding regime) in the Strouhal-Reynolds number relationship. As a result, vortex shedding frequency is locked on the perturbation frequency depending not on the natural shedding frequency but on the modified shedding frequency.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.679-682
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• 2002

Energy dissipations in a general PHE flow are the compounded effects of the piled corrugate geometries and its wall pressure and temperature distributions. In addition, although the exchangers are substantial pieces of engineering equipment, they are composed of a very large number of nominally identical and small geometrical elements. In the present numerical study, the three-dimensionally complicated energy dissipation fields and those wall-shape-induced flow destabilization are investigated in the cross-corrugated passages, which result in high energy transports with comparatively low pressure drop. We revealed the critical conditions as $Re=157.3 for the wall-shape-induced flow destabilization in a general PHE element by initial value method, or shooting method, and compare its value to that of analytical solution of plane Poiseille flow, two-dimensional grooved flow and so on. We also observed the detailed variation of flow field and energy transportation with changes in time and flow variables such as Reynolds number. Lastly, we considered the flow natural frequency, or Strouhal number, with variation of hydrodynamic conditions for the best use of active control, such as forced mass flow rate pulsative flow, to enhance energy transportation.