• Title/Summary/Keyword: 중심난류강도

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The Influence of Turbulent Intensity and Ignition Energy Affected on Early Combustion Process (초기연소과정에 미치는 난류강도 및 점화에너지의 영향)

  • Kim, M.H.;Kim, Y.H.;Lee, J.T.
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.3 no.6
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    • pp.274-284
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    • 1995
  • The effect of turbulence and ignition energy on flame kernel growth in mathanol-air mixtures has been studied in a constant volume vessel. Experiments were made under different turbulent intensity conditions, ignition energy and over a range of equivalence ratio. Characteristics of turbulent flow were grasped by measurments of gas pressure and visualization of flame propagation. Flow velocity was measured by use of hot wire anemometer. A comparison of the effect of turbulence on ignition probability and flame kernel volume variation ratio is also presented.

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Reynolds Number Effects on the Near-Wake of an Oscillating Airfoil, Part 2: Turbulent Intensity (진동하는 NACA 4412 에어포일 근접후류에서의 레이놀즈수 효과 2: 난류강도)

  • Jang,Jo-Won
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.8
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    • pp.8-18
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    • 2003
  • An experimental study is carried out to investigate the Reynolds number effects on the near-wake of an airfoil oscillating in pitch. An NACA 4412 airfoil is sinusoidally pitched about the quarter chord point between the angle of attack -6$^{\circ}$ and +6$^{\circ}$. A hot-wire anemometer is used to measure the turbulent intensity in the near-wake region of an NACA 4412 airfoil. The freestream velocities of present work are 3.4, 12.4, 26.2 m/s, and the corresponding Reynolds numbers are $5.3{\times}10^4,\;1.9{\times}10^5,\;4.1{\times}10^5$ and the reduced frequency is 0.1. Axial turbulent intensity profiles are presented to show the Reynolds number effects on the near-wake region behind an airfoil oscillating in pitch. All the cases in these measurements show that the turbulent intensities by the change of the Reynolds number are very large at the lowest Reynolds number $R_N=5.3{\times}10^4$; and are small at the other Reynolds number $(R_N=1.9{\times}10^5\;and\;4.1{\times}10^5)$ in the near-wake region. The significant difference of turbulent intensity between $R_N=5.3{\times}10^4,\;and\;1.9{\times}l0^5$ is observed. A critical value of the Reynolds number in the near-wake of an oscillating NACA 4412 airfoil which indicates laminar separation, no separation or turbulent separation exists in the range between $R_N=5.3{\times}10^4\;and\;1.9{\times}10^5$.

Validation of the Eddy Viscosity and Lange Wake Models using Measured Wake Flow Characteristics Behind a Large Wind Turbine Rotor (풍력터빈 후류 유동특성 측정 데이터를 이용한 Eddy Viscosity 및 Lange 후류모델의 예측 정확도 검증)

  • Jeon, Sang Hyeon;Go, Young Jun;Kim, Bum Suk;Huh, Jong Chul
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.40 no.1
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    • pp.21-29
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    • 2016
  • The wake effects behind wind turbines were investigated by using data from a Met Mast tower and the SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system for a wind turbine. The results of the wake investigations and predicted values for the velocity deficit based on the eddy viscosity model were compared with the turbulence intensity from the Lange model. As a result, the velocity deficit and turbulence intensity of the wake increased as the free stream wind speed decreased. In addition, the magnitude of the velocity deficit for the center of the wake using the eddy viscosity model was overestimated while the turbulence intensity from the Lange model showed similarities with measured values.

A Study on Self-Similarity in Turbulent Hydrogen Jet Flames with Coaxial Air (동축공기 수소확산 화염의 자기상사성에 대한 연구)

  • Kim, Mun-Ki;Kim, Seung-Han;Yoon, Young-Bin
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.5
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    • pp.71-78
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    • 2002
  • Experiments have been performed using two-color PIV in hydrogen non-premixed flames with various conditions of coaxial air, which was classified into three cases with/without reaction. Mean velocity, turbulence intensity and Reynolds stress were analyzed using flow fields from PIV measurement First, the similarity of pure jet had a good agreement with previous results of other researchers. It was found that the decay of centerline velocity was proportional to $x^{-1}$ in coaxial air conditions. By normalizing axial distance with effective jet diameter defined by effective density, the data of centerline velocity collapsed a single line. And the radial profiles of mean velocity showed that they didn't become self-similar because the curves differed from each other as coaxial air velocity increased at fixed fuel velocity. Also, turbulence intensity became self-similar further downstream than mean velocity.

Experimental Study on the Turbulent Flow Field in a Sudden Expansion-Contraction Pipe Joint (급확대-축소 연결부 주변의 원관 난류유동에 관한 실험적 연구)

  • 박병서;성형진;정명균
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.1269-1281
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    • 1989
  • 본 연구에서는 H를 고정하고 L을 변화시켜가며 내부의 유동구조가 어떻게 변하는가를 살펴보고, 특히 재부착이 일어나는 경우에는 급확대 부분만 존재하는 기존 실험결과와 비교분석하여 하류의 급축소부분이 전체 유동구조에 어떤 영향을 미치는가를 살펴보고자 한다. 실험에서 사용된 작동유체는 공기이며, 입구관 직경은 110mm, 급확대점과 급축소점사이의 연결부 직경은 220mm, 연결부의 길이는 L=300, 600 그리고 900mm의 3가지를 선택하였으며 기준속도는 입구관의 중심속도로 9.71 m/s이다. 입구직경(110mm)을 기준으로 한 Reynolds 수는 $R_{e}$=73,000 이고 입구관반경과 연결부반경의 차이인 계단높이(H=55mm)를 기준으로 하면 $R_{e=36}$ ,500이다. 연결부 의 급확대부분에서 입구관반경을 기준으로 한 반경확대비는 2이고 급축소부분의 반경 축소비는 1/2이다. 측정항목은 유동방향의 벽면압력분포, 유동방향의 평균속도분포 및 난류강도 등이며, L=900mm인 경우는 반경방향과 원주방향의 난류강도, Reynolds 전단응력도 측정되었다.

Experimental Studies on Flow Characteristics and Thrust Vectoring of Controlled Axisymmetric Jets (원형분사제트 조절을 통한 유동특성 및 제트 벡터링의 효과 고찰)

  • 조형희;이창호;김영석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.04a
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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.

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A Study on The Hydrodynamic Behaviours of Two Phase Flow in Rectangular Entrained Flow Combustor with Cavity (캐비티가 존재한 사각 단면 분류층 연소실내에서 2상류의 유체역학적 거동에 관한 연구)

  • 박상규
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.21 no.1
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    • pp.43-48
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    • 1997
  • The present study is aimed to investigate experimentally on the hydrodynamic behaviours of air ~ pulverized coal flow in rectangular combustor with cavity. Mean velocity, density and tur¬bulent properties of pulverized coal in rectangular entrained flow combustor were measured by PDA. Experimental results show that the flow reattachment point at the lower plane in the com¬buster chamber has been developed near X/D= 15. The similarities at each section are found after the flow reattachment point. The maximum values of turbulent intensity and Reynolds shear stress have been shown near Y/D=6, which is higher than centerline. The maximum density of the pulverized coal sited in the range ofY/D=6~8.

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Experimental Studies on Flow Characteristics and Thrust Vectoring of Controlled Axisymmetric Jets (원형분사제트 조절을 통한 유동특성 및 제트 벡터링의 효과 고찰)

  • 조형희;이창호;이영석
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.1 no.1
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    • pp.33-45
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    • 1997
  • Axisymmetric shear layers around a free jet is forced by co-flowing and counter-flowing secondary jets from/to an annular tube around the jet nozzle. The jet potential core extends far downstream with co-flowing secondary jets due to inhibited vortex developing and pairing. For counter-flowing cases, the axisymmetric shear layer around the jet transits from convective instability to absolute instability for velocity ratios R=1.3~l.65 for the uniform velocity jets. Consequently, the jet potential core length increases and the turbulence level in the jet core is reduced significantly. The jets are controlled better with extension collars attached to the outer nozzle exit because the annular secondary flow is guided well by the extension collars. For the vectoring of jet, the annular tube around the jet is divided in two parts and the only one part is used for suction. The half suction makes the different shear layer around the jet and vectoring the jet by Coanda effect. The vectoring and turbulent components are varied significantly by the suction ratio. The experiments are carried out to investigate the characteristics of forced free jets using flow visualization, velocity and turbulence measurements.

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Dissipation and Control of Flow Instability in a Rectangular Swirl Combustor using Cooling Flow Injection (사각 스월 연소기에서 냉각 유동을 이용한 연소기 내 유동 불안정 감쇠 및 조종)

  • Yoo, Kwang-Hee;Kim, Jong-Chan;Sung, Hong-Gye
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.236-241
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    • 2009
  • To identify turbulent flow characteristics of non-reacting case resulted from cooling flow injection in a rectangular swirl combustor, 3D Large Eddy Simulation(LES) was implemented and Proper Orthogonal Decomposition(POD) analysis was used for post-processing. The combustor of concern is the LM6000, lean premixed dry low-NOx annular combustor, developed by GEAE. It was observed that increase in speed of shear layer resulted from the inflow of cooling flow caused intensified vorticity magnitude in central toroidal recirculation zone. In the case of vorticity magnitude in corner recirculation zone, however, was weakened. In addition, pressure fluctuation in combustor was damped down and longitudinal acoustic mode was significantly dissipated

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Flow and Heat Transfer Characteristics of Acoustically Excited Axisymmetric Impinging Jet (음향여기된 축대칭 충돌제트의 유동 및 열전달 특성)

  • 조형희;이창호
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.8-9
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    • 1997
  • 산업의 발달과 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고효율, 저공해인 가스터빈의 응용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구온도를 높이는 것이 필수적인데 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각방법의 필요성이 대두되었다 충돌제트는 국소적으로 높은 열/물질 전달 효과를 얻을 수 있어서 터빈 블레이드 냉각과 연소기 벽면 냉각에 효과적으로 응용 될 수 있다. 이러한 충돌제트의 냉각효과는 제트출구의 초기조건에 매우 민감한데 Kelvin-Helmholts 불안정은 불안정한 자유전단층에서 자연적인 와류생성(roll up)과 개개의 와류고리 형성의 원인이 되고 이 고리의 성장과 병합(pairing)은 제트의 유동특성에 상당히 영향을 미친다. 제트주위에 생성되는 이러한 와류에 의해 제트중심에서 속도와 난류강도가 변하게 된다. 이러한 제트초기의 불안정성은 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치기 때문에 와류의 조절에 의한 충돌 면에의 열 전달 효과 상승을 기대할 수 있다. 이 조절방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 제트주의 환형관에 이차유동을 가하여 와류를 직접 제어함으로써 자유전단류(free shear layer flow)의 안정성 원리를 이용하여 열 전달을 촉진하는 것이고 다른 하나는 음향여기(acoustic exitation)를 사용하여 제트주위의 와류형성을 조절하는 것인데, 자연적으로 형성되는 와류의 주파수(와류의 고유주파수)나 부조화 주파수(subharmonic)로 음향여기 시키는 경우 제트 주위 와류는 더욱 증폭되고 그렇지 않은 경우 제트주위 와류의 형성이 억제되어 더 긴 제트코어의 길이 및 제트코어 주위에서 작은 크기의 와류들이 형성된다.

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