• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.635-642
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• 2009

The three-dimensional turbulent wingtip vortex flows have been examined in the present study by using the commercial code FLUENT. The standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model is used as a closure relationship. The wing is constructed by using an elliptic body whose aspect ratio is 3.8 and the NACA 16-020 airfoil section. The simulations for various angle attack (${\alpha}=0^{\circ}$, $5^{\circ}$, and $10^{\circ}$) are carried out. The effect of Reynolds number is also investigated in this study. As the angle attack increases, the wingtip vortex becomes stronger. However, the relative vortex strength to inlet velocity decreases as Reynolds number increases.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.690-695
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• 2001

The three-dimensional spatial structures of impeller flow created by a six bladed Rushton turbine have identified based on the volumetric velocity information from multi-plane stereoscopic PIV measurements. A total of 10 planes with 2 mm space with a 50 mm by 64 mm size of the field of view were targeted. To reduce the depth of focus, we adopted an angle offset configuration which satisfied the Scheimpflug condition. The distortion compensation procedure was utilized during the in situ calibration. Phase-locked instantaneous data were ensemble averaged and interpolated in order to obtain mean 3-D, volumetric velocity fields on a 60 degree sector of a cylindrical ring volume enclosing the turbine blade. Using the equi-vorticity surface rendering, the spatial structure of the trailing vortices was clearly demonstrated. Detail flow characteristics of the radial jet reported in previous studies of mixer flows were easily identified.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권6호
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• pp.773-780
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• 2003

The three-dimensional spatial structures of impeller flow created by a six bladed Rushton turbine have identified based on the volumetric velocity information from multi-plane stereoscopic PIV measurements. A total of 10 planes with 2 mm space and a 50 mm by 64 mm size of the field of view were targeted. To reduce the depth of focus, we adopted an angle offset configuration which satisfied the Scheimpflug condition. The distortion compensation procedure was utilized during the in situ calibration. Phase-locked instantaneous data were ensemble averaged and interpolated in order to obtain mean 3-D. volumetric velocity fields on a 60 degree sector of a cylindrical ring volume enclosing the turbine blade. Using the equi-vorticity surface rendering, the spatial structure of the trailing vortices was clearly demonstrated. Detail flow characteristics of the radial jet reported in previous studies of mixer flows were easily identified.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.211-217
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• 2014

본 연구는 서로 다른 두 개의 직경을 가지는 원기둥으로부터 나오는 두 개의 와류방출주파수간의 비선형간섭에 관한 것이다. 두 개의 서로 다른 주파수는 두 개의 직경을 가지는 원기둥에 의해 인위적으로 만들어졌고, 원기둥 후류의 속도 변동은 3 차원으로 측정되었다. 그리고 원기둥 표면에는 압력공이 설치되어 원기둥 표면의 압력도 측정하였다. 이 압력 신호를 기준 신호로 사용하였다. TSC 해석을 병행하여 두 주파수간의 비선형간섭의 세기를 조사하였다. 그 결과, 다음과 사실을 알았다. i)원기둥 후류의 주파수 분포, ii)위상집합평균법에 의한 원기둥 후류의 3 차원적인 흐름 상태, iii)두 개의 직경을 가지는 원기둥에서 나오는 두 개의 주파수간의 비선형간섭과 저주파의 종와류과의 관계.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.449-452
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• 2008

환형 스월 난류 연소기 내에서 반응, 비반응시 발생하는 유동의 차이를 flamelet 난류연소와 난류유동 모델을 모두 고려한 3차원 LES 기법으로 연구하였다. 계산 모델은 GEAE의 LM6000 환형연소기를 이용하였으며, 조건은 실험에서 얻어진 값을 이용하였다. 연소시 열방출에 의해 연소가스의 체적이 팽창하고 이로 인해 유입되는 스월의 주흐름은 하류방향으로 더욱 뻗어나간다. 비반응에서 나타났던 수직 단면에서의 타원형의 속도 분포는 원형에 가깝게 변하며, 비반응 유동장에서는 와류의 분포가 광범위하게 나타나지만, 반응유동에서는 약한 와류들은 소멸되는 것으로 나타났다. 즉 반응과 비반응에서 와류 분포와 강도, 그리고 동일 세기의 와류의 크기가 확연히 다르게 나타나는데, 이는 연소에 의한 밀도 팽창에 의한 영향으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.953-958
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• 2005

최근 들어 다양한 산업에서 3차원 수치해석을 이용하는 영역이 넓혀지고 있다. 국내에서도 3차원 수치해석을 이용하여 댐이나 정수처리시설 설계 등 수리분야에 적용하였고, 점점 그 이용이 확대되고 있다. 특히 교량 및 수제 등의 수공구조물로 인한 주변 흐름형상은 2차원 해석이 불가능하여 현재 수리모형실험을 통한 해석이 주를 이루고 있다. 이에 본 연구에서는 현재 3차원 수치해석에 많이 이용되는 상용모델인 FLOW-3D를 이용하여 3차원 흐름에 대한 수치해석을 수행하였으며 수리모형 결과와 비교하여 적용성을 검토하였다. 그 결과 모의 및 실험결과 수리모형과 수치모의 결과는 서로 비슷한 흐름양상을 보이고 있었다. 또한 조도계수(Roughness)를 매개변수로 하여 다양한 상태에서의 FLOW-3D의 민감도를 검토하였으나 실제 흐름과는 상이함을 보였다 또한 다양한 난류모형을 적용하여 그 결과를 실제 흐름과 비교해보았다. 그 결과 3차원모형에서는 교각 후면부와 좌, 우측면부에서의 흐름이 실제 수리 모형과는 상이한 결과를 보이는데 이는 FLOW-3D의 벽 경계 및 와류에 대한 난류모델에 따른 수치해석적인 차이로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권1호
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• pp.79-94
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• 2011

본 연구의 목적은 수제설치로 변화되는 수제역 주변의 흐름을 3D 수치해석으로 분석하여 수제역의 흐름과 유사거동에 관한 환경적 효과(수중생물의 서식처 등)에 대한 기초자료를 제공하는데 있다. 비월류 수제군(non-submerged groynes)의 흐름 특성은 대체로 2차원류(주 수직와류 : mainly horizontal eddies)이고 와류는 수제의 말단에서 발생하여 유로를 따라 이동한다. 이러한 동적 움직임은 큰 격자와 큰 시간차 그리고 난류 모델링의 부적합성 즉 k-${\varepsilon}$ 모델을 이용한 수제 주변에서의 흐름패턴 모의 등은 그 해석이 매우 어려운 문제이다. 따라서 본 연구는 WL/Delft Hydraulics의 DELFT3D 소프트웨어 패키지의 한 부분인 DELFT-3D-MOR 프로그램을 이용하여 준 2차원 난류와 3차원 난류로 시뮬레이션을 실시하고 2차원 수심평균 모델을 적용하여 수평대와류모의(horizontal large eddy simulation, HLES)를 실시하였다. 그 결과 HLES를 이용하여 하상변화를 예측할 경우 실제 관측한 하상과 유사한 것으로 나타났다. 그러나 HLES를 이용하지 않은 평균 유속 모델을 사용하는 경우에 하상형태는 현실성이 떨어지고 하상형상학적 변화시간이 길어짐을 확인 할 수 있었다. 이러한 현상은 시간적으로 변화하는 와류(eddy)의 형상과 관련된 강력한 유속변화를 무시한 결과로 추정되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권11호
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• pp.1540-1548
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• 2000

Near-wake flow field downstream of a circular cylinder in the wake-transition regime where fine-scale secondary vortices have a spanwise wavelength of around one diameter has been studied by means of phase-averaging from cinematic PIV data. A cross-correlation algorithm in conjunction with the FFT(Fast Fourier Transform)analysis and an offset correlation technique is used for obtaining the velocity vectors. Which the help of very high sampling rate compared to the shedding frequency, it is possible to obtain phase-averaged flow fields although the shedding is not forced but natural. Phase -locked three-dimensional vortical structures are reconstructed form the phase-averaged data in one x-y(cross-sectional) and several z-x(spanwise-streamwise)planes. In this process of phase-averaging in a z-x plane, a technique to freeze the secondary vortices relative to the centerline is applied. The formation process of the secondary vortices is shown by considering spatial relations between the primary Karman and the secondary vortices and their temporal evolutions.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.50-56
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• 2012

벤트 혼합기는 혼합기 후류에 존재하는 재순환 영역으로 공기를 유입시켜 연료-공기 혼합을 증대시키는 혼합기이다. Stereoscopic PIV기법을 통해 얻은 3차원 속도, 와류, 난류운동에너지를 토대로 계단형 혼합기를 기본 모델로 하여 벤트 혼합기의 성능을 분석하였다. 벤트 혼합기는 두터운 전단층으로 인해 높은 침투거리를 보였으며, 난류운동에너지는 주로 주유동과 제트유동의 경계면을 따라 분포하였다. 이 난류 영역은 혼합영역 내에서 활발히 물질전달을 일으키며, 혼합 증대를 가져온다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권8호
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• pp.20-28
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• 2004

경사충격파와 와류간의 상호작용에 관한 수치적 해석은 경사충격파에 기인한 와류붕괴 의 발생에 관한 이론적 모델 및 실험치와 비교하기 위해 수행되었다. 본 연구의 해석을 위해 마하수에 기초한 Roe의 기법 (RoeM) 과 2-방정식 난류 모델을 이용하여 3차원 난류 유동장을 효과적으로 계산하였다. 자유류 마하수 2.49에서 와유세기, 축방향속도 성분, 충격파 세기의 변화에 따른 상호작용의 영향을 연구하였다. 2-방정식 난류모델인 k-wSST 난류모델과 적절히 모델링된 와류모델을 이용하여 수치연구를 수행함으로써 실험적으로 관찰된 여러 유동장을 정확히 모사할 수 있었다. 경사충격파에 기인한 와류붕괴의 발생에 관한 기준을 결정하기 위한 본 연구결과는 이론적 모델과 실험치와 일치된 결과를 보여주고 있음을 확인하였다.