• Title/Summary/Keyword: 축척모형실험

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Study on Power Measurement and Comparison of Marine Current Turbine in a Towing Tank (예인수조를 이용한 조류발전 터빈의 동력 계측 및 비교 연구)

  • Do, In-Rok;Kim, Moon-Chan;Lee, Seung-Ki;Hyun, Beom-Soo
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.14 no.4
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    • pp.230-238
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    • 2011
  • The experimental study for the performances of 100 kW marine current turbines (Horizontal Axis Turbine) has been conducted with three cases of 700 mm diameter model in PNU 100 m towing tank. Three cases of impeller have been designed according to the variation of section configuration and tip shape. The model tests have been carried out at different speed of revolution to find out the scale effect (Reynolds number effect). The designed rake impeller was the best among them in the efficiency point of view especially at high Tip Speed Ratio (TSR). The present study is expected to be extended to conduct at high reynolds number as well as the computational study for the validation.

Seismic Behavior of A 2/5-Scale Steel Structure with Added Viscoelastic Dampers (점탄성 감쇠기를 설치한 2/5 축척 강구조물의 지진하중에 의한 거동연구)

  • Oh, Soon-Taek
    • Journal of the Korean Society of Safety
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    • v.8 no.1
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    • pp.80-87
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    • 1993
  • This paper summarizes an experimental and analytical study on the application of viscoelastic dampers as energy dissipation devices in structural applications. Shaking table tests are carried out on the viscoelastically damped structure and the obtained structural responses are compared to those of the inelastic analysis results for the same test structure with no dampers added. It can be concluded the viscoelastic dampers are effective in reducing excessive vibrations of structures under strong earthquake ground motions. It is also observed that the increase in structure's stiffness by the addition of dampers can not contribute to improving the seismic response of a structure. In general. the reduction of the seismic response by adding the dampers to the structure is mostly resulted from the increased damping effect. It is found that the modal strain energy method can be used to reliably predict the equivalent structural damping. and the seismic response of a viscoelastically damped structure can be accurately estimated by conventional modal analysis techniques.

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Aerodynamic Forces Acting on Yi Sun-sin Bridge Girder According to Reynolds Numbers (레이놀즈수에 따른 이순신대교 거더에 작용하는 공기력의 변화)

  • Lee, Seung Ho;Yoon, Ja Geol;Kwon, Soon Duck
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.1
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    • pp.93-100
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    • 2013
  • The objective of present study is to investigate the sensitivity of aerostatic force coefficients of twin box girder of Yi Sun-sin Bridge according to the Reynolds numbers. This paper presents the 1:30 scale sectional model tests conducted at high speed wind tunnel in Korea Air Force Academy. Comparison with results at low Reynolds number obtained in KOCED Wind Tunnel Center in Chonbuk National University is also provide. The Reynolds number dependency of aerodynamic force coefficients were observed at present streamlined twin box girder. The drag coefficient revealed significant decrease of nearby 23% at supercritical region. The boundary layer trip strip was found to reduce the Reynolds number dependency of aerodynamic forces by fixing the location of flow transition.

Analysis of Hydraulic Characteristics According to Operation of Movable Weir (가동보 운영에 따른 수리학적 특성 분석)

  • Seo, Il Won;Park, Sung Won;Kim, Tae-Won
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.101-101
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    • 2011
  • 현재 국내에서 시행되고 있는 '4대강 살리기 사업'은 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해방지를 위한 다양한 공학적 노력을 시도하고 있다. 특히 안정적인 수위 및 유량확보와 홍수방지를 위한 보(weir)가 4대강 유역에 16개 설치되고 있다. 이러한 보 구간에는 고정보와 가동보가 복합적으로 설치되고 있으며 가동보는 그 형상과 운영방식에 따라 다양한 설계방안이 적용되었다. '4대강 살리기 사업' 중 낙동강 23공구의 강정보 공사 구간에는 원호형태의 측면 형상을 갖는 라이징 섹터게이트(Rising sector gate)가 적용되었다. 라이징 섹터게이트는 구조물의 높이가 낮고 수문의 개폐장치가 수문피어 구조물 내에 설치되어 경관이 우수하며, 구조가 간단하여 비체와 수류의 안정성이 뛰어나기 때문에 4개의 공사구간에 적용되었다. 따라서 본 연구에서는 강정보의 가동보 구간 2문 중 1문을 1/100 축척으로 제작하여 가변경사 개수로에 설치하고, 홍수 빈도별 상류 유량 조건과 하류단 수위조건으로 케이스를 정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에서 사용한 개수로 장치는 너비 0.6 m, 높이 0.8 m, 그리고 길이 15.0 m(측정가능 구간, 헤드탱크와 테일게이트 부제외)의 개수로 실험장치이다. 측부는 모두 강화유리로 되어 육안관찰 및 계측 시 용이하게 제작되었으며, 순환식 유량 공급장치를 구축하여 수로의 하부에 설치된 유량탱크로부터 계속적으로 순환하도록 설계되었다. 또한 수로 하단으로부터 상단방향으로 약 33 m 지점에 전동 유압식 Jack screw 2기가 설치되어 경사도를 조절할 수 있도록 제작되었다. 유량조절용 판넬의 제어기판에는 디지털 경사계가 설치되어 있기 때문에 보다 정확한 경사도의 조절이 가능하다. 보 모형의 총연장은 53 cm이며 폭은 45 cm이다. 섹터게이트의 게이트부분은 직경 15 cm로 설계하였다. 문주부분을 포함한 모든 모형은 아크릴로 제작하며 레이저의 주사를 방해하지 않으며 투과율을 최대로 할 수 있도록 고강도의 아크릴을 가장 얇게 하여 중공형태를 채택하였다. 실험조건은 우선 보의 운영방안에 따라 게이트의 4가지 개방도를 설정하였고, 특히 평수위조건에서는 보의 상류부에 퇴적된 퇴적물의 세척을 위한 flushing 운영개방도 포함되어 있다. 홍수시에 대한 유량조건은 2년 빈도에 해당하는 유량을 수문의 비율과 상사법칙에 따라 설정하였으며 하류단 수위조건도 동일한 조건에 대한 값을 채택하여 적용하였다. 유동장의 해석을 위해서는 비접촉식 계측방법인 PIV(Particle Image Velocimetry) 시스템을 채택하여 2차원(x-z 방향) laser sheet를 생성하고 주입된 particle에서 반사된 변위(displacement) 정보를 상호상관(cross-correlation)기법으로 유동장을 계산하였다. 또한 수리모형과 동일한 지형격자를 구축하여 3차원 CFD 프로그램인 FLOW-3D로 계산하여 결과를 비교하였다. 특히 flushing 운영방안에 대한 게이트부의 개방도를 세가지(30, 45, $60^{\circ}$)로 구분하여 모의하였고, 적절한 개방도를 제안하고자 하였다. 실험결과는 우선 4가지 운영방안에 대한 가동보 주변에서의 유속장을 파악하였고, 최대유속의 발생위치의 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 이에 따른 보의 바닥에서 최대유속이 발생할 경우, 하상보호공 위치와 거리 등에 대해서 분석하였다. 이를 통해 가동보 운영에 따른 다양한 유속구조를 파악할 수 있게 되며 구조적 안정성 확보를 위한 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 향후, 가동보 운영방안 중 수세효과(flushing effect)에 대한 효과분석을 위해 게이트부 상류구간에 적절한 입경과 비중의 퇴적물질을 설치하는 연구와 상류부에서의 유입유사농도 및 시간변화에 따른 퇴적에 관한 연구를 수행할 계획이다.

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The Experimental Analysis of the Effect of Wind Load on the Stability of a Container Crane (풍하중이 컨테이너 크레인 안정성에 미치는 영향의 실험적 해석)

  • Lee Seong-Wook;Shim Jae-Joon;Han Dong-Seup;Han Geun-Jo;Kim Tae-Hyung;Hwang Kyu-Seok
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2005.10a
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    • pp.229-234
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    • 2005
  • This study was carried out to analyze the effect of wind load on the stability of a 50ton container crane using wind tunnel test and provide a container crane designer with data which can be used in a wind resistance design of a container crane assuming that a wind load at 75m/s wind velocity is applied on a container crane. Data acquisition conditions for this experiment were established in accordance with the similarity. The scale of a container crane dimension, wind velocity and time were chosen as 1/200, 1/13.3 and 1/15. And this experiment was implemented in an Effect type atmospheric boundary-layer wind tunnel with $11.52m^2$ cross-section area. Each directional drag and overturning moment coefficients were investigated and uplift forces at each supporting point due to the wind load were analyzed.

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A Study on the Estimation of the Structural Stability of a Container Crane according to the Change of the Boom Shape using Wind Tunnel Test (풍동실험을 이용한 붐 형상 변화에 따른 컨테이너 크레인 구조 안정성 평가에 관한 연구)

  • Lee Seong-Wook;Han Geun-Jo;Han Dong-Seop;Kim Tae-Ryung
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2006.06b
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    • pp.311-316
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    • 2006
  • This study was carried out to analyze the effect of wind load on the structural stability of a container crane according to the change of the boom shape using wind tunnel test and provided a container crane designer with data which can be used in a wind resistance design of a container crane assuming that a wind load at 75m/s wind velocity is applied on a container crane. Data acquisition conditions for this experiment were established in accordance with the similarity. The scale of a container crane dimension, wind velocity and time were chosen as 1/200, 1/13.3 and 1/15. And this experiment was implemented in an Eiffel type atmospheric boundary-layer wind tunnel with $11.25m^2$ cross-section area. Each directional drag and overturning moment coefficients were investigated and uplift forces at each supporting point due to the wind load were analyzed.

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Wave Pressure and Wave Height Distribution around Seawall Structure Constructed by an Array of TSP Circular Piles (TSP 원형 파일 배열로 조성된 호안 구조물에 작용하는 파압 및 파고 분포)

  • Hyun-Ju Han;Woo-Sik Kim;Il-Hyoung Cho
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.36 no.4
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    • pp.129-137
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    • 2024
  • An analytic solution for the interaction between an array of circular piles made by joining trapezoid steel pipes (TSP) and waves was obtained using an eigenfunction expansion method. First, an analytic model for the wave scattering of multiple piles fixed at arbitrary positions was derived, and then a simplified model was obtained assuming that an infinite array of identical piles were deployed perpendicular to the propagating direc- tion of incident waves. A regular wave experiment was conducted using an experimental model with a scale ratio of 1/100 in a two-dimensional wave tank to verify the analytic solutions. The analytic results and experimental results were qualitatively consistent with each other. Using a developed analytic model, we examined the wave force on the multiple piles and the wave deformation in front of the arrayed piles. The period for the installation is greatly reduced as the TSP pile can be prefabricated in a factory. In particular, it is possible to install at the soft seabed. A seawall structure using arrayed TSP piles will be an ideal complement for a concrete seawall in future.

Analysis of Sound Attenuation by Chambers in Duct Systems by the Finite Element Method (유한요소법에 의한 소음기의 감음특성해석)

  • 최석주
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1991.04a
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    • pp.23-27
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    • 1991
  • 각종 홀 (음악홀, 극장, 사무실건물)의 공조 덕트계에는 미로형소음챔버가 설 치되는 경우가 많다. 이러한 소음장치를 건물내부에 설치하는 경우에는 건물 설계단계에서부터 소음챔버로 인한 감음양(투과손실 : Transmission Loss)의 예측계산이 중요하다. 그렇지만, 일반적인 소음장치는 그 형상이나 내표면의 흡음조건이 아주 복잡하기 때문에, 현단계에서는 간단한 이론만으로 투과손 실예측이 거의 불가능하다. 지금까지 이 문제에 대해서 유한요소법(Finite Element Method : FEM)을 이용해 검토한 예가 종종 소개되었으나, 대부분 소음챔버의 입구와 출구에서의 임의의 점에 대한 음압비를 투과손실로서 구 하고 있다. 그러나, 소음기자체의 실질적인 투과손실특성을 알기 위해서는 소음기의 입력 파워에 대한 출력파워의 비로서 구하지 않으면 안된다. 따라 서, 본 연구에서는 유한요소법에 의한 복소음향인텐시티(Complex sound intensity)의 수치계산법을 각종소음기 (팽창형, 미로형)의 투과손실해석에 적 용하기 위하여 이론적인 면에서 고찰했으며, 프로그램도 개발하여 모델해석 에 적용하였다. 또한, 위에서 언급된 수치해석법의 타당성의 검증을 위하여, 측정에 의한 투과손실예측방법으로서 크로스스펙트럼(Cross Spectrum)법에 의한 음향인텐시티계측법의 이용에 대해서 이론적으로 고찰했으며, 그 이론 을 기초로 한 축척 모형실험을 병행하였다.

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The Effects of Leading Edge Flap Deflection on Supersonic Cruise Performance of a Fighter Class Aircraft (전투기급 항공기 초음속 순항 성능에 미치는 앞전플랩 변위 효과)

  • Chung, In-Jae;Kim, Sang-Jin;Kim, Myung-Seong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.10
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    • pp.899-904
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    • 2007
  • During the conceptual design phase of fighter class aircraft, the high speed wind tunnel test with 1/20 scale wing-body-tail model has been conducted to investigate the effects of leading edge flap deflection on the supersonic cruise performance of the aircraft. To select the proper leading edge flap deflection for the wind tunnel test, the aerodynamic characteristics due to various leading edge flap deflections have been analyzed by using corrected supersonic panel method. Based on the results obtained from the experimental and numerical approaches, the effects of leading edge flap deflection have shown to be useful to enhance the supersonic cruise performance of fighter class aircraft.

Advanced Idealized Structural Units Considering the Excessive Tension-Deformation Effects (과도 인장변형효과를 고려한 개선된 이상화구조요소)

  • Jeom-K. Paik
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.30 no.3
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    • pp.100-115
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    • 1993
  • In this paper, the extent of use of three kinds of the existing idealized structural units, namely the idealized beam-column unit, the idealized unstiffened plate unit and the idealized stiffened plate unit, is expanded to deal with the excessive tension-deformation effects, in which a simplified mechanical model for the stress-strain relation of steel members under tensile load is suggested. The 1/3-scale hull model for a leander class frigate under sagging moment tested by Dow is analyzed, and it is shown that the excessive tension-de-formation is a significant factor affecting the progressive collapse behavior, particularly in the post-collapse range.

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