• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.36 no.8
• /
• pp.829-837
• /
• 2012

Direct numerical simulations were carried out for turbulent channel flows with $Re_{\tau}$ = 180, 395 and 590 to investigate the turbulent flow structure related to the Reynolds shear stress. By examining the probability density function, the second quadrant (Q2) events with the largest contribution to the mean Reynolds shear stress were identified. The change in the inclination angle of Q2 events varies with wall units in $y^+<50$ and with the channel half height in y/h > 0.5. Conditionally averaged flow fields for the Q2 event show that the flow structures associated with Reynolds shear stress are a quasi-streamwise vortex in the buffer layer and a hairpin-shaped vortex in the outer layer. Three-dimensional visualization of the distribution of high Reynolds shear stress reveals that the organization of hairpin vortices in the outer layer having a size of 1.5~3 h is associated with large-scale motions with high Reynolds shear stress in the outer layer.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.12 no.5
• /
• pp.1175-1188
• /
• 1988

Linear estimation in isotropic turbulence is examined to approximate conditional averages in the form of fluctuating velocity fields conditioned on local velocity. The conditional flow fields and their associated vorticity field are computer using experimental data [Van Atta and Chen] and energy spectrum model [Driscoll and Kennedy]. It appears that ring vorticies could be the dominant structure. Due to the extremely large vorticity in the viscous region of a conditional ring vortex, the energy spectrum model can be used appropriately by changing the Reynolds number. The hairpin vortex could be detected by combining vorticies in isotropic field with an anisotropic orientation imbedded in uniform mean shear flow and this is consistent with other studies [Kim and Moin].

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.8-14
• /
• 1999

The flor characteristics around the KRISO 3600TEU container ship model have been experimentally investigated in a subsonic wind tunnel. The mean velocity and turbulence characteristics in the stern and wake regions were measured using an x-type hot-wire probe. The flow characteristics in the stern and near wake regions revealed a complicated three-dimensional flow pattern. The measured results showed clearly the formation of longitudinal vortices and their effect on the flow pattern in the wake region. The shear layer developed along the ship model expands showly to the downward direction. The turbulence statistics measured can be used as comparative data of numerical simulations and provide insights into development of accurate turbulence models for the ship design.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.5-11
• /
• 2007

본 연구는 SI기관 실린더 내의 유동장 변이 과정을 3차원 LDV 측정 기술을 사용하여 흡입과 압축과정 동안 정량적으로 분석하였다. 실험은 헤드에 각각 2개의 흡입밸브와 배기밸브를 갖는 기관이 모터링되는 공회전 상태에서 실시하였다. 지난 30년 동안 텀블과 스월은 실린더 내의 평균 유동 정량화에, 난류운동에너지는 난류 측정에 많이 사용되어 왔다. 그러나 텀블은 solid body 회전 유동을 비교하는데 적절하며, 서로 다른 유동 패턴 비교에는 부적절 하다는 것이 보고되고 있는 실정이다. 3차원 LDV시스템의 우수한 공간 분석 능력은 순간적인 유동장구조와 더불어 상대적으로 미세한 유동장의 구조 까지도 측정이 가능 하도록 하였다. 따라서 측정한 결과로부터 유동장의 난류운동에너지 등가면을 계산할 수 있었다. 본 실험 결과는 실린더 내의 난류 유동장 특성을 난류운동 에너지 등가면 정보를 이용하여 세심하게 관찰할 수 있음을 제시하고 있다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.567-572
• /
• 1997

범용 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics) 코드인 CFX-F3D를 이용하여 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석을 수행하였다 3$\times$3 봉으로 구성된 부수로 사이의 난류 횡류(Crossflow) 혼합유동과 평행한 4개의 봉으로 이루어진 벽 수로에서의 난류 유동구조를 수치적으로 분석하여 각각의 실험결과와 비교하였다. 부수로 횡류 혼합유동의 경우 예측된 주 유동방향 평균 속도분포는 실험결과와 잘 일치하였으나 벽면과 인접한 부수로에서의 난류강도 분포는 다소 큰 차이가 나타났다. 백수로의 경우 수로 중심선 근처의 주 유동방향의 속도변화는 크게 예측되었고 벽 전단응력은 유로가 협소해지는 영역에서 낮게 예측되었으나 전반적으로 실험결과와 유사한 유동특성을 나타냈다. 이 연구는 봉 다발에서의 난류 유동구조에 대한 이해를 증진시킴과 더불어 CFX-F3D 코드를 평가함으로써 향후 지지격자와 임계열유속 증진장치가 부착된 복잡한 형상의 핵연료 다발에서의 유동장 수치해석의 기반을 마련하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.487-494
• /
• 1997

비등이 발생하는 경사유로에서 이상유동 구조 파악을 위해 국부적 이상유동 변수의 측정이 이루어졌다. 국부 기포율, 국부 기포빈도, 국부기포속도 그리고 국부 기포크기와 같은 기상 관련 이상유동변수는 이중 전기전도도 탐침으로, 액상속도 분포는 Pilot tuba로 측정하였다. 유로의 경사도가 이상유동 구조에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험은 수직, 수직으로부터 30도 경사도 및 60도 경사도에서 유량과 열유속을 변화시켜가며 수행하였으며 유동변수의 측정은 경사진 경우에 측면 방향으로의 대칭성을 고려하여 유로 반 단면내 총 91개 지점에서, 수직인 경우에는 13개 지점에서 이루어졌다. 유동조건은 1.4m/s 이하의 평균 액상 겉보기 속도에 제한되었고 유로내 압력은 대기압이며 유동양식은 미포화 비등에 국한되었다. 측정된 이상유동 변수의 분포를 이용하여 경사유로에 적용할 수 있는 distribution parameter와 drift velocity 같은 dirft flux parameter에 대한 상관식이 개발되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.13 no.6
• /
• pp.1269-1281
• /
• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.35 no.4
• /
• pp.397-405
• /
• 2011

Hydrogen energy, as part of eco-friendly alternative energy, is made mostly through reforming of fossil fuels. The turbulent premixed combustion type of metal-fiber flat burner which is recently used in industry was tested in this paper. We measured the mean temperature distributions, CO, HC, $CO_2$ and $O_2$ concentrations to observe the flame structure and flame stability in some kind of experimental conditions. And also PIV and several flow analysis methods were compared to establish the numerical analysis model. The results of this paper will be the basis of the burner design of steam reformer.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.45-52
• /
• 2003

Detailed flowfield resulting from the secondary sonic gas injection into a divergent section of supersonic conical nozzle has been numerically investigated. The three-dimensional flowfield associated with the bow-shock/boundary-layer interaction inside the nozzle has been solved by Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with an algebraic and $\kappa$-$\varepsilon$ turbulence model. The numerical results have been compared with the experimental results for the identical flow conditions, and it is shown that the comparison is satisfactory Effects of different injection pressures of the secondary jet on the shock/boundary-layer interactions and the overall flow structure inside the nozzle have been investigated. The vortex structures behind the shock interaction and wall pressure variations have also been studied.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.8 no.4
• /
• pp.328-334
• /
• 1984

본 연구에서는 기하학적으로는 물론이며 유동 장체가 축대칭이 되고 재순환 영역이 있는 노즐을 제작하여 우선 연구의 1차 단계로서 연소가 없을 경우 시간 평균 유속 및 난류 성분을 레이져 도플러 유속계로 비교적 정밀히 측정한후, 노즐 유체와 주위공기류와의 시간 평균 혼합특성을 구명하기 위하여 가스크로마토그라프에 의하여 농도 분포를 측정, 모델 검토를 위한 기초 데이타 제공과 실험용으로 채용한 노즐류의 구조를 구명하고저 한다. 특히 노즐유체를 수소/질소 혼합기인 경우와 공기를 사용 한 양 경우를 비교, 검토하므로써 부력효과에 대한 평가를 시도하였다.