• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• 제26권5B호
• /
• pp.529-537
• /
• 2006

This paper investigates the impacts of the drag-related weighting coefficients on mean velocity and turbulence structures. The transport equations for the Reynolds stress of vegetated open-channel flows are derived by using the temporal- and horizontal-averaging scheme. It is found that the total Reynolds stress of vegetated open channel flows consists of the Reynolds stress due to temporally fluctuating velocities and the Reynolds stress due to spatially fluctuating velocities. The drag-related weighting coefficient $C_{fk}$ for the total Reynolds stress component is found to be unit, while the coefficient for the Reynolds stress due to temporally fluctuating velocities can be negligible. This is the reason why very small weighting coefficients in previous studies yield very good agreements with measured data. In other words, the Reynolds stress due to spatially fluctuating velocities remains still unknown, especially due to the large number of measuring locations. Through a developed Reynolds stress model, vegetated open-channel flows are simulated and compared with measured data from the literature. Comparisons reveal that the computed mean flow and Reynolds stress structures are hardly affected by the drag-related weighting coefficients. However, the computed turbulence intensity profiles are significant different with the drag-related weighting coefficients. A budget analysis of the transport equations for the Reynolds stress component is carried to investigate why turbulence intensity is affected by the drag-related weighting coefficients.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• 제45권8호
• /
• pp.619-626
• /
• 2017

In this work, the effect of attitude angle variation on drag coefficients of hemisphere in a Mach 6 flow has been investigated. Experiments were conducted in a shock tunnel and a free-falling technique was used to minimize flow disturbance by a sting. For attitude and drag coefficient measurements of a free-falling hemisphere, a free-falling technique based on a releasing mechanism with a stair-typed module and an electromagnet was developed. A shadowgraph technique was used for flow visualization using a high-speed camera.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
• /
• pp.310-310
• /
• 2020

자연하천에서 식생의 성장은 유속 및 수위 변화에 중요한 영향을 미치며, 따라서 식생으로 인한 흐름저항은 흐름과 유사이송 모델링을 위한 중요 매개 변수가 된다. 즉, 수치 모델을 활용함에 있어 식생의 흐름 저항을 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하며, 보다 정확한 추정을 위해 실험 혹은 현장 데이터를 활용한 보정과정이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 식생 패치를 포함한 인공 수로의 흐름 모의를 위해 실규모 실험 수로에서 측정된 유속 및 수위 데이터를 활용하여 모델보정을 수행하고자 한다. 이를 위해 공간 분포 별로 각기 다른 흐름 저항식의 적용이 가능하며, 식생 저항 공식을 포함하고 있는 Delft3D 모델을 활용하였다. 또한 실규모 수로에서의 유속 및 수위 데이터 수집을 위해 한국건설기술연구원 하천연구센터에서 실험을 수행하였다. 실험 구간의 길이는 약 120 m이고 하폭은 11 m이며, 국내 하천에서 보이는 식생패치의 유사한 형태를 재현하기 위해 하천 내 가장 많이 활착되어있는 버드나무와 유사한 형태의 인공식생을 제작하였다. 인공 식생은 지그재그로 배치되었으며, 식생의 전체 높이는 1.1 m이고, 각 패치 당 23그루의 인공 식생이 총 8개 패치에 식재되었다. 모의 조건은 상류단 유입 유량 2.805 ㎥/s, 하류단수위 98.764 m의 정류 조건을 적용하였다. 또한 식생 패치 구간에서의 흐름 저항 추정을 위해 Delft3D 모델 내에서 선택가능 한 Baptist의 비침수(Non-submerged)식을 적용하였으며, 항력계수 결정을 위해 1과 1.5를 적용하여 측정 수위와 비교하였다. Delft3D의 흐름 모의 결과, 항력계수 1.5를 적용했을 때, 측정 수위와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 항력계수 1.0을 적용했을 경우, 측정 수위에 비해 다소 낮게 모의되는 것으로 나타났다. 또한 항력계수 1.5인 경우 식생 패치 구간에서 평균 0.65 m/s의 유속이 발생하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
• /
• pp.10-10
• /
• 1998

천음속 익형에서 발생하는 응축충격파와 경계층의 간섭을 피동제어 하여 항력감소에 대한 연구를 2.5$\times$7$\textrm{cm}^2$ 천음속 풍동에서 수행하였다. 익형표면에 설치한 정압공으로 정압을, 익형후방에 설치한 8개의 Pitot probe로 전압을 동시에 측정하여 충격파를 통한 에너지의 손실과 항력의 변화를 계산하였고, 또한 유동장과 충격파의 형상을 가시화하기 위해 슈리렌 가시화 시스템을 사용하였다. 실험은 NACA 0012 익형에서 기공률 변화에 따른 피동제어의 항력감소 초과를 조사한 다음 NACA 64-018 익형에서는 기공률과 공동의 크기의 변화가 미치는 효과를 연구하였다. 피동제어의 개념은 충격파가 발생하는 하부벽을 다공벽으로 만들고 그 아래를 공동으로 만들면 충격파 후방의 상대적으로 높은 압력이 기류의 일부를 공동으로 자연스럽게 유입시키고 다시 공동에서 낮은 압력의 충격파 상류로 유출시키는 것이다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 제2회(2013년)
• /
• pp.305-309
• /
• 2013

본 연구에서는 유체역학적인 후류 효과를 제어하고 항력을 이용하여 구체를 안정적으로 부양하는 방법을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 물체를 공중에 부양할 때는 물체가 받는 중력과 제트에 의하여 공급되는 항력이 평형을 이루어야 한다. 이 때 공기의 흐름의 레이놀즈 수에 따라 공기가 구체를 지나가며 구체후면에 생기는 후류에 의하여 부양상태가 불안정하게 될 수 있다. 구체의 운동이 제트에 의하여 안정되는 현상은 베르누이 및 코안다 효과로 설명할 수 있다. 에디슨을 이용하여 레이놀즈 수에 따른 실린더에 작용하는 항력과 후류에 의한 불안정화 힘을 해석적으로 구하였으며 이를 실험적으로 고속카메라를 이용하여 부양 거리, 안정도 등을 측정하여 비교하였다. 고찰 결과 레이놀즈 수가 작을수록 더 안정됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.665-665
• /
• 2012

식생의 물리적 특성에 따라 조도의 관점에서 식생이 흐름에 미치는 영향도 많이 달라지게 된다. 일반적인 식생 조도 실험은 초본류를 대상으로 하고 있지만, 초본류 식생은 매우 유연하기 때문에 단일 개채가 흐름에 미치는 영향을 정량적으로 파악하는 것이 매우 힘들다. 따라서 단일 개체에 의한 조도 특성 보다는 식생군에 의한 조도계수 변화 특성을 알아내는 것이 보통 중요해진다. 하지만 조도의 관점에서 초본류와 달리 목본류는 삭생의 강성이 매우 크기 때문에 식생군의 군집으로서 특징보다는 개별 식생의 형상이 큰 역할을 수행하게 된다. 일반적으로 목본류는 수심에 따라 흐름에 영향을 주는 생체량(biosmass)이 수심에 따라 변화하지만, 줄기(trunk)의 경우 수심에 따라 생체량의 변화가 거의 없으며, 줄기의 강성 및 단면 모양이 큰 역할을 하게 된다. 또한 목본류는 실험 수로에 고밀도의 수목군을 형성하여 실험을 수행하는 것이 쉽지 않으므로 개별 식생이나 소규모 군체에 대하여 항력을 측정하여 조도를 평가하는 것이 일반적이다. 따라서 본 연구에서는 목본류의 줄기 부분이 흐름에 미치는 영향을 파악하기 위한 기초 연구로서 원기둥이나 사각기둥과 같은 식생 모형 요소를 이용하여 식생 줄기를 구현하였고, 식생 형상 및 식생 직경 등을 달리하여 침수 조건 변화에 따른 항력 변화 특성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.527-528
• /
• 2012

DBD (Dielectric Barrier Discharge) plasma actuator was designed for aerodynamic drag reduction using plasma flow control, and the drag reduction was measured by wind-tunnel tests using 2D test model. At the zero wind velocity, the plasma flow control had no effect on the drag reduction because the flow separation and surface friction drag were not occurred. At the wind velocity of 2m/s, 9.7% of drag was reduced by the flow separation control. The drag reduction decreased as the wind velocity increased.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• 제22권1호
• /
• pp.58-65
• /
• 2018

To improve the performance of high-speed vehicles, various studies have been carried out on the head of vehicles. In this study, tests are conducted on flow characteristics and drag reduction using counterflow air jets in supersonic flow. The flow is visualized by the Schlieren method using a high-speed camera, and the drag is measured using a torque sensor according to the injection pressure conditions. The results of the measurements indicate that the flow changes from unsteady state to steady state for injection pressure ratios between 1.58 and 1.70, and drag reduction is observed as the pressure of the counterflow air jets increases.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
• /
• 제23권1호
• /
• pp.6-10
• /
• 1987

The authors carried out an experiment to measure the hydrodynamic resistance of the gear and the efficiency of otter board of the midwater trawl, which is the same used in the former experiment in this series of studies. The whole resistance of the gear was measured by a 10 ton scale recording tension meter, and they were analyzed into the shearing force and the drag with relevant factors determined in the former experiments. The results obtained can be summarized as follows: 1. The whole drag of gear T(kg) and the drag of net R sub(N) (kg) can be expressed as T=2.15 v super(1.12). R sub(N)=1.96 v super(1.01) (v: towing speed in m/sec) 2. The formula of estimating the drag of net deduced by Koyama's method can be expressed as R sub(N)=4.3$\times$d/l$\times$abv 3. The shearing force and the drag of otter board is about 19 to 22% and 5 to 7% of the drag of net, respectively. Whereas, the shearing coefficient and the drag coefficient calculated by the resistance and the opening of gear are 1.5 and 0.42, respectively.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• 제36권5호
• /
• pp.831-838
• /
• 2016

The disaster preventing system using vegetation has been growing in the field of coastal engineering in recent years. To analyze wave and flow fields under nonlinear interactions between tsunami and vegetation, the purpose of this study is to evaluate newly-developed 3-D numerical wave tank including energy dissipation by tsunami-vegetation interaction based on existing N-S solver with porous body model. Comparing numerical results using mean drag coefficient and dynamic drag coefficient due to Reynolds number to existing experimental results it is revealed that computed results considering the dynamic drag coefficient are in good agreement with the laboratory test results for time-domain waveform. In addition, the calculated transmission coefficients of solitary waves in various vegetation densities and incident wave heights are also in good agreement with the experimental values. This confirms the validity and effectiveness of the developed 3-D numerical wave tank with the fluid resistance by vegetation.