• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.30-37
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• 1998

This paper investigates the linear stability of wakes with special emphasis on the effect of chemical reaction. Velocity and density profiles for laminar flows are obtained from analytic profiles as well as from simulation. Wakes have two generalized inflection points and two unstable modes-sinuous and varicose modes. For analytical laminar profiles, sinuous modes are more unstable than varicose modes irrespective of density variation, which shows wakes will be destabilized by sinuous modes. Large velocity difference and density difference lead to more unstable wakes due to large momentum difference. For simulated laminar profiles, chemical reaction with stoichiometric chemistry increases temperature and stabilizes the flow due to increase in compressible reacting wades, flow becomes stable as velocity increases due to viscous dissipation.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.10
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• pp.1-11
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• 2004

An experimental study was carried out to investigate the influence of flow conditions of a boundary layer on the near-wake of a flat plate. Various attaching positions of tripping wires were selected to change flow conditions on a boundary layer. Laminar, transitional, and turbulent boundary layer conditions at 0.98C from the leading edge are imposed to investigate the evolution of symmetric and asymmetric wake. An x-type hot-wire probe(55P61) is employed to measure at 8 stations of the near-wake region. Measured mean velocity distributions are presented in terms of similarity parameter. It is found that the symmetric wake collapses well to the universal profile in the central part of the wake. However, the universal profile is not suitable in describing an asymmetric wake.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.23-23
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• 1999

후류손실을 가지는 혼합 전단층에 대하여 밀도변화가 없는 유동 및 밀도변화가 있는 유동의 선형 불안정성 해석을 수행하였다. 기본 유동의 속도장 및 밀도장은 tanh 함수를 사용하였으며, Gaussian 형태의 해석적 함수를 사용하여 두 유동을 분리시키는 평판 바로 다음에 존재하는 후류 손실 유동을 포함시켰다. 공간적 선형 불안정성 해석을 수행하여 불안정성 모드의 성장률과 파장속도를 주파수의 함수로서 구하였다. 해석 결과로부터 후류 손실을 가지는 혼합층은 sinuous 모드와 varicose 모드의 두 개의 불안정성 모드를 가짐을 알았다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도구배가 존재하나 빠른 자유유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도가 균일한 경우와 마찬가지로 sinuous 모드가 지배적인 모드가 된다. 그러나 느린 자유 유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도장의 두께가 속도장의 두께보다 상대적으로 얇아지면 varicose 모드가 sinuous 모드보다 더욱 불안정하여질 수 있다. varicose 모드와 sinuous 모드의 성장률이 비슷한 밀도장의 두께에서는 두 불안정성 모드가 주파수 변화에 따라 분지 되어지는 경향을 보인다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.39 no.3
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• pp.41-47
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• 2002

Turbulent wake behind a ship propeller has been investigated using the adaptive hybrid 2-frame PTV(Particle Tracking Velocimetry). 400 instantaneous velocity fields were measured according to 4 different blade phases and ensemble-averaged to investigate the spatial evolution of the vortical structure of near wake within one propeller diameter downstream. The phase averaged mean velocity fields show the potential wake and the viscous wake formed by the boundary layers developed on the blade surfaces. As the tip vortex evolves downstream, the slipstream is contracted and the turbulent intensity is decreased with viscous dissipation and turbulent diffusion.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.614-618
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• 2014

본 연구에서는 디퓨저의 압력회복을 높이기 위해 디퓨저 입구에 실린더를 설치하여 후류가 압력회복에 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. 2D-Incomp-2.1-P 해석자를 이용하여 속도, 압력에 따른 유동가시화를 통해 내부유동을 분석하였고, 압력회복계수를 비교하여 디퓨저 입구에 설치된 실린더의 후류가 디퓨저 성능에 어떤 영향을 주는지 비교하였다. 그결과 실린더를 설치하였을 때 확대부에서의 박리영역이 더 작아졌고 압력회복계수가 더 높아졌다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 2015.11a
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• pp.63-67
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• 2015

항공기는 공중에서 양력을 발생시키는 과정에서 wake vortex를 생성하며, 항공기 중량과 항공기 주위의 기상(특히 바람 vector)에 따라 wake vortex의 크기와 그 소산속도가 결정된다. 이러한 Raw data 정보는 항공기에 장착된 FMS와 Sensor를 통해 수집될 수 있으며, 이를 ADS-B를 이용하여 지상관제기관과 주변항공기에 전파하면, 실시간으로 매우 정확한 후류크기와 영향범위를 확인할 수 있고, 이로써 보다 안전하고 효율적인 항공기 후류분리가 가능할 것으로 볼 수 있다. 본 자료는, 이러한 맥락에서 ICAO(ASBU)의 후류분리기준 축소를 통한 활주로사용증진 동향과, RTCA DO-260B의 부록(V) "Potential wake vortex and Arrival management ADS-B Application" 요지를 소개한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.7
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• pp.15-25
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• 2003

An experimental. study is carried out to investigate the near-wake characteristics 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 phase-averaged mean velocities in the near-wake region of an oscillating 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.l${\times}10^5$, and the reduced frequency is 0.1. Streamwise velocity 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 velocity defects 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 numbers ($R_N$=1.9${\times}10^5$ and 4.l${\times}10^5$) in the near-wake region. A significant difference of phase-averaged mean velocity between 5.3${\times}10^4$, and 1.9${\times}10^5$ is observed. The present study shows that a critical value of Reynolds number in the near-wake of an oscillating airfoil exists in the range between 5.3${\times}10^4$, and 1.9${\times}10^5$.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.2
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• pp.85-91
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• 2017

A wind tunnel test for 1/86 scaled down model of the NREL 5 MW offshore wind turbine was conducted to investigate the wake and flow fields. Deficit of flow speed in the wake region and variations of the turbulence intensity were measured using a hot wire anemometer at rated tip speed ratio of 11.4 m/s and a rotational speed of 1,045 rpm. According to the test results, velocity deficits along both of lateral and vertical directions were recovered within 2 rotor radii downstream from the rotating disc plane. The tip vortices effect was negligible after 5 rotor radii downstream from the rotating plane. Turbulence intensities showed maximum value around the blade tip, and decreased rapidly after one radius apart from the rotating plane, and those values were preserved until 6 rotor radii downstream.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.274-284
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• 1991

Mean flows and Reynolds stresses through circular and elliptic wire-mesh screens in the wind tunnel are measured by using the hot-wire system, and flow structures are investigated. Flow in the core of the wake are nearly uniform and the shear layer is developed along the edge of the screen The turbulent kinetic energy in the core decreases at the fast rate. However turbulence components are not in local equilibrium in the shear layer. The shear layer of the circular screen develops outward according to the radial mean motion. On the other hand, 3-dimensional transverse mean motion was turned to the main mechanism for the elliptic shape of the wake to be circular at the downstream.