• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.256-256
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• 2022

레이놀즈 분해법은 유속을 비롯한 변수를 평균 성분과 변동 성분으로 분해하는 분석 방법으로, 난류 분석의 기본이 되는 방법이다. 그러나 유체 내에 장애물이 존재할 경우, 흐름에 큰 와류가 존재하여 난류 변동 성분과 구분되는 고유 구조가 형성되는데, 이러한 경우에 레이놀즈 분해법을 적용하면 고유 구조의 변동 성분이 난류로 처리되어 난류 강도가 과다하게 책정될 수 있다는 한계점이 있다. 이에 대한 대안으로 제안된 것이, 변수를 평균 성분, 파동 성분, 변동 성분으로 분해하는 삼중 분해법이다. 삼중 분해법은 흐름 내의 고유 구조를 추출하는 것을 가능하게 하여 다양한 연구에서 사용되어왔다. 삼중 분해법을 구현하기 위해 이용되는 방법론 중 하나로, 공분산 행렬을 이용하여 유속장을 분해하는 방법인 적합 직교 분해법이 많이 사용된다. 본 연구에서는 원기둥 후류에 적합 직교 분해법을 사용하여 삼중 분해법을 시행하고, 후류의 흐름 구조를 분석하는 것을 목표로 하였다. 영상 유속계를 사용하여 실험을 통해 원기둥 후류의 수평 유속장을 측정하였고, 측정 자료에 적합 직교 분해법을 적용한 결과, 첫 두 모드에서 큰 규모의 와류가 파동 형태로 전파되는 것이 관찰되어 고유 구조의 존재를 확인할 수 있었다. 해당 성분을 삼중 분해법의 파동 성분으로 상정하였고, 푸리에 분석을 적용한 결과에서도 원기둥 후류의 고유 진동수가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 원기둥 후류의 에너지 전달 구조를 확인하기 위하여 에너지 방정식에 삼중 분해법을 적용하여 식을 유도하고, 실험 자료로부터 각 항을 계산하여 비교해보았다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권1호
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• pp.73-82
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• 2011

In this paper, the vortex-induced vibration of circular cylinders is studied using the immersed boundary method on the Cartesian mesh. The Reynolds numbers considered is from 100 to 200. Using the configuration of tendemly arranged multiple circular cylinders, the vortex shedding behind of the cylinders and their flow-induced motion are investigated. The staggered MAC grid arrangement, which is the typical grid system for the incompressible flow on the Cartesian meshes, is utilized. Pressure correction method is applied for solving the divergence-free incompressible velocity field. The body motion is described by immersed boundary technique that has advantages for moving object on the fixed computational domain. It is also discussed for the computational noise in hydrodynamic forces when body motion is represented by the immersed boundary method. The Predictor/Corrector method is used for simulating the nonlinear response of the elastically mounted cylinder excited by vortex-shedding.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.105-110
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• 2011

Catwalk structures are temporary walk ways for erection of main cables in suspension bridge. The aerodynamic characteristics of the catwalk structures are not well studied even though the catwalk structures are sensitive to wind action because of its flexibility. Present study demonstrates technical results obtained from wind tunnel tests of various catwalk structures. To obtain the aerostatic force coefficients of the floor system of catwalk, 1/14 and 1/4 scaled partial rigid models were fabricated and tested at the wind tunnel. In order to investigate the Reynolds number effects, the aerostatic force coefficients were measured at various wind velocities ranged from 5m/s to 30m/s. The test results revealed that the Reynolds number effects on aerostatic coefficients were not significant for the catwalk floor systems. An empirical equation for aerostatic force coefficients of catwalk are proposed based on the measured results.

• 소음진동
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• 제7권5호
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• pp.861-869
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• 1997

An approximate analytical method has been developed for estimating hydrodynamic forces acting on oscillating inner cylinder in concentric annulus. When the rigid inner cylinder executes translational oscillation, fluid inertia and damping forces on the oscillating cylinder are generated by unsteady pressure and viscous skin friction. Considering the dynamic-characteristics of unsteady viscous flow and the added mass coefficient of inviscid fluid, these hydrodynamic forces including viscous effect are dramatically simplified and expressed in terms of oscillatory Reynolds number and the geometry of annular configuration. Thus, the viscous effect on the forces can be estimated very easily compared to an existing theory. The forces are calculated by two models developed for relatively high and low oscillatory Reynolds numbers. The model for low oscillatory Reynolds number is suitable for relatively high ratio of the penetration depth to annular space while the model for high oscillatory Reynolds number is applicable to the case of relatively low ratio. It is found that the transient ratio between two models is approximately 0.2~0.25 and the forcea are expressed in terms of oscillatory Reynolds number, explicity. The present results show good agreements with an existing numerical results, especially for high and low penetration ratios to annular gap.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.603-608
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• 1998

유체내의 물체 주위에서 유동박리로 인해 생성되는 와류쉐딩은 열전달이나 물질전달을 촉진시키는 이점이 있으나, 항력을 증가시키거나 유동 및 온도의 요동에 의해 구조물을 손상시키는 단점이 있다. 특히 물체와 주위 유동 사이에 공진이 일어나면 항력값이 증가하면서 항력과 양력의 진폭이 급격히 증가하여 물체에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 레이놀즈수 200 이하의 층류유동에서 공진시 물체 주위의 유동현상과 이로 인한 양력과 항력의 변화들을 수치해석방법을 통하여 분석하였다 수치해석은 일반좌표계에서 유한체적법을 적용하여 Navier-Stokes 방정식을 차분화하였다. 이때 방정식의 종속변수로는 공변속도를 채택하였으며, 이산화된 방정식은 분리단계법을 이용하여 수치해를 구하였다. 입구유속의 강제진동에 의한 사각실린더 주위의 와류쉐딩시 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 원통실린더의 경우와 유사하였으나 상대적으로 폭이 더 좁았다 그리고 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 진폭이 증가할수록 증가하였다. 쉐딩 진동수가 일정하면서 입구유속의 진폭이 증가하면 이에 비례하여 실린더 주위의 유속이 상대적으로 증가하게 되어 와도가 강해지면서 입추유속 진폭에 비례하여 항력의 평균값 뿐 아니라 항력과 양력의 진폭도 증가하였다. 그리고 실린더 뒷면의 와류 생성영역은 진폭에 비례하여 감소하였다. 진폭의 변화에 따라 상변화가 서로 상이한 것은 실린더 뒤쪽의 와류들이 상하면의 합력차이를 변화시켰고 이것이 진폭변화에 따라 상변화를 상이하게 나타나게 한 원인으로 진폭이 클수록 실린더 뒤쪽에서 압력변화가 심하게 변하면서 실린더 앞쪽까지 더 많은 영향을 미쳤기 때문이다.선원의 사용자에게 제공되는 최종방사능을 평가하는데 유용하게 사용될 수 있다.r의 분포를 보였다.cting the effect of earthquake on structures. This paper is based on the presented paper at the Bertero Symposium held in January 31an4 February 1 at Berkeley, California, USA which was entitled "Needs to Evaluate Real Seismic Performance of Buildings-Lessons from 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake-". The lessons for buildings from the damage due to the Hyogoken-Nambu Earthquake are necessity to develop more rational seismic design codes based upon a performance-based design concept, and to evaluate seismic performance of existing buildings. In my keynote lecture at the Korean Association for Computational Structural Engineering, the history of seismic design and use of structural analysis in Japan, the lessons for buildings from the Hyogoken-Nambu Earthquake, the

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권3호
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• pp.334-346
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• 2003

An experimental study was carried out to investigate near-wake characteristics of an elliptic airfoil oscillating in pitch. The airfoil was sinusoidally pitched about the half chord point between -5$^{\circ}$and +25$^{\circ}$angles of attack at the freestream velocities of 3.4 and 23.1 m/s. The corresponding Reynolds numbers based on the chord length were 3.3$\times$10$_{4}$ and 2.2$\times$10$^{5}$ , respectively. A hot-wire anemometer was used to measure the near-wake flow variables at the reduced frequency of 0.1. Ensemble-averaged velocity and turbulence intensity profiles were presented to examine the near-wake characteristics depending on the Reynolds number. The axial velocity deficit in the near-wake region tends to decrease with the increase in the Reynolds number as found in many stationary airfoil tests. Turbulence intensity in the near-wake region have a tendency to decrease with the -increase in the Reynolds number during the pitch-up motion, whereas it shows different feature during the pitch-down motion according to the separation characteristics.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권11호
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• pp.891-896
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• 2015

본 연구는 탄성지지된 단독원기둥의 후류에 관한 실험적연구이다. 본 실험은 $1.4{\times}10^4{\leq}Re{\leq}3.2{\times}10^4$의 레이놀즈수 범위에서 이루어졌으며, 원기둥 후류의 위치별 유속을 측정하여 후류에서 발생되는 와류의 생성에서 소멸까지의 과정 및 와류의 이동 궤적을 조사한 연구이다. 아울러 강제진동실험장치를 이용한 가시화실험을 통하여 풍동실험에서의 결과를 증명하였다. 그 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 흐르는 유체에 존재하는 원기둥의 후류에 생성되는 와류의 생성${\rightarrow}$성장${\rightarrow}$소멸 과정을 확인 할 수 있었다. 2) 와류의 퍼짐각도는 $16^{\circ}{\sim}17^{\circ}$가량으로 주류속의 변화와 유력진동의 유무에 상관없이 일정하다. 3) 후류에서 변동 유속의 스펙트럼 분석을 통해 와류의 중심이 이동하는 궤적을 유추할 수 있었고, 가시화 실험을 통해 그것을 확신할 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1683-1696
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• 1991

본 연구에서는 정4각단면덕트 입구영역에서 층류맥동유동(laminar pulsating flows)의 유동특성을 이론 및 실험적으로 규명하기 위하여, 이론적 방법으로 덕트 입 구영역에서의 층류맥동유동에 대한 운동량방정식을 유도한 후 비선형인 대류항을 선형 화 시켜서 라플라스변환으로 속도분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험 덕트 크기는 횡단면의 가로*세로가 40mm*40mm이고, 길이가 4000mm인 정4각단면덕트 입구영역에서 송풍기에 의한 공기흡입유동으로 층류진동유동을 발생하며 이들 두유동 을 합성시켜 발생한 층류맥동유동에 대하여 열선유속계의 열선신호로부터 얻어진 속도 파형을 고찰하여 덕트내의 맥동유동에 대한 임계레이놀즈수를 결정하고 속도분포를 측 정하였다. 그리고 이론적으로 얻어진 속도분포식과 열선유속계로 측정한 속도분포를 비교검토하여 정확성을 검증하고, 이들 해석결과로 부터 층류맥동유동의 입구길이(en- trance lenght)식을 결정하여 제안하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.21-27
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• 2003

The phenomena of vortex shedding around a cylinder oscillating harmonically in a fluid at rest are investigated by a two-dimensional numerical simulation of the Navier-Stokes equations. The simulation is based on a vorticity-velocity integro-differential formulation dealing with vorticity, velocity and pressure variables. Three combinations of Reynolds number(Re) and Keulegan-Carpenter number(KC) were taken to investigate the associated vortex development around the cylinder in the different flow regimes. Drag and lift forces are computed to describe their dominant frequency modulation which is related to the vortex shedding and to the harmonic motion of the cylinder.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1653-1661
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• 2012

본 논문에서는 냉각유동에 의한 SMART 핵연료집합체의 압력강하변화 및 구조특성을 연구하였다. 난류 모델인 BSL 레이놀즈 응력 모델로서 냉각수의 유동을 모델링하여 유체고체연계 해석을 수행하였다. 우선, 지지격자체에 지지된 핵연료봉의 진동해석을 수행하여 실험 결과와 비교하였는데 실험에서의 고유진동수는 48 Hz 로서 시뮬레이션 값과 2% 의 오차를 발생하였다. 핵연료집합체의 압력강하는 한국원자력연구원에서 수행한 실험적 값과 비교하여 8%의 오차가 발생하였고 해석의 타당성을 증명하였다. 유체해석에서는 집합체를 통과하는 각 구간의 유체 속도와 이차유동에 의한 와류생성과정을 관찰하였다. 마지막으로 진동해석과 유체해석의 연계를 통하여 유체유발진동에 의한 연료봉의 변위 값을 관찰하고 최대 변위가 발생하는 곳의 변위 PSD 를 계산하였다.