• 제목/요약/키워드: 3차원 후류

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중첩격자를 이용한 제자리비행 로터 해석 코드의 수치특성 (Verification of Hovering Rotor Analysis Code Using Overlapped Grid)

  • 김지웅;박수형;유영훈;김유진;권장혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.719-727
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    • 2008
  • 중첩격자를 이용한 3차원 압축성 Navier-Stokes 코드를 사용하여 정지비행 로터 주위의 유동장을 해석하였다. 후류격자의 간격, 수치기법의 정확도, 난류 모델 등에 따른 유동코드의 수치특성을 확인하였다. 두 가지 형태의 중첩격자 시스템을 사용하여 계산을 수행하였다. 공력 및 끝단 와류의 거동을 Caradonna 등의 실험과 비교하였다. 표면 압력분포 및 끝단 와류의 거동은 실험값과 잘 일치하였다. 적용한 수치해석 기법에 따라 압력분포는 거의 변화가 없는 반면, 후류의 거동은 상당히 큰 편차를 보였다. 자동화된 Cut-paste 알고리즘을 사용한 Chimera 기법을 사용했을 때의 결과는 예상과 달리 기존의 Chimera 기법을 사용하였을 때보다 더 약한 와류 강도를 보였다.

자유수면에 인접한 원형실린더형 몰수체 주위의 유동특성에 관한 연구 (On the Flow Characteristics around a Circular Cylinder according as the Water Depth from the Free Surface)

  • 김옥석;손창배;이경우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.331-336
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    • 2010
  • 원형실린더가 균일한 유입유동에서 자유수면 으로부터 깊이를 달리했을 경우 박리점, 경계층 및 칼만 와열의 주기 등의 변화로 인하여 시스템 전체 에너지에 변화를 초래한다. 본 연구에서는 원형실린더의 침수 깊이를 변화시키며 $Re=1.0{\times}10^3$에서 유동장을 계측하였다. 2차원 그레이 레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 원형실린더 주위의 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하는 방법을 적용하였다. 자유수면의 점성과 마찰에 의해 발생하는 원형실린더 주변유동은 경계층을 변화시키고 후류유동에 교란을 일으킨다. 특히, 몰수체의 깊이가 d=1.0D의 경우에 있어서 경계층의 변화가 후류로 길게 형성되었다. 원형실린더의 깊이가 d=1.5D에서부터 자유수면의 영향이 감소하고 칼만 와열이 발달하였다.

수직방향으로 정렬된 정사각주 후류에서의 3차원 불안정성 (TRANSITION IN THE FLOW PAST SIDE-BY-SIDE SQUARE CYLINDERS)

  • 최준범;장용준;윤동혁;양경수
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.62-70
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    • 2010
  • Secondary instability in the flow past two square cylinders in side-by-side arrangements is numerically studied by using a Floquet analysis. The distance between the neighboring faces of the two cylinders (G) is the key parameter which affects the secondary instability under consideration. In this paper, we present the critical Reynolds number for the secondary instability and the corresponding spanwise wave number of the most unstable (or least stable) wave for each G. Our results would shed light on a complete understanding of the onset of secondary instability in the presence of two side-by-side square cylinders.

2차원 Navier-Stokes식을 이용한 회전 진동하는 원형실린더 주위 유동해석 (ANALYSIS OF ROTARY OSCILLATION CIRCULAR CYLINDER USING UNSTEADY TWO DIMENSIONAL NAVIER-STOKES EQUATIONS)

  • 이명국;김재수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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    • pp.27-33
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    • 2009
  • In this paper, the flow past a rotary oscillating circular cylinder is simulated. The high-order and high-resolution numerical schemes with the characteristic boundary conditions are used for the compressible Navier-Stokes equation. The frequencies of rotating oscillation are $0.19\;{\leq}\;S_f\;{\leq}\;0.25$ for the maximum angular $\theta_{max}=10^{\circ}$ and $17^{\circ}$. The flow conditions are Mach number of 0.3 and Reynolds number of 1000. At Lock-on and Non-lock-on region which are defined by the relation between the vortex shedding frequency and the oscillating frequency, the drag and lift coefficient are analyzed.

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자동차 후류에 대한 3차원 유동의 PIV 측정 (PIV Measurements of Three-Dimensional Wake Around a Road Vehicle)

  • 김진석;김성초;성재용;김정수;최종욱
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1-4
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    • 2004
  • The PIV measurements are performed to get the quantitative flow visualization around a road vehicle. The model scaled with 1/48 is located in the middle test section of the closed-loop water tunnel and the measuring system consists of CCD camera, diode laser, synchronizer, and computer. The experimental data are obtained at two Reynolds numbers of 50,000 and 100,000 based on the model length. The quasi-three-dimensional isovorticity surfaces, based on two-dimensional velocity field data, are generated. There is little difference between the results in part of the recirculation region and the vorticity contour according to the Reynolds number. Also a little bit complicated three dimensional flows are predicted behind the road vehicle.

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회전하는 원주후류의 2차원 난류구조 (Turbulent Wake Structure Behind a Spinning Circular Cylinder)

  • 부정숙;김경천;류병남
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제16권4호
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    • pp.39-49
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    • 1992
  • The coherent wake structures behind a spinning cylinder placed in a uniform flow were experimentally investigated by means of phase averaging technique. With a fixed cylinder Reynolds number (Re=6,600), the conditionally sampled velocity vectors were obtained at a section of 3.0 and 10 diameters behind the cylinder for the range of spin parameter S(the ratio of the peripheral velocity to that of the uniform flow) 0 to 2. Spectral analysis and vorticity contours of the velocity data show that up to S=1.2, a Karman vortex street exists within the wake, however, the coherent structures become obscure and their vorticity strength decreases as S increase. Beyond S=1.2, a distinct vortex shedding frequency no longer exists, furthermore coherent structures disappear when S is over 1.6.

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고해상도수치기법에 의한 원형실린더 주위의 3차원 후류유동 특성연구 (High order computation on the three dimensional wakes past a circular cylinder)

  • 이상수;김재수;김태수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.622-625
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    • 2008
  • While the research for flow over a circular cylinder has been actively carried out up to the present, it has been known that the flow has not been clarified even now. Various complex flow and aero-acoustic characteristics exist around a circular cylinder such as flow separation, wake and pressure wave propagation. In this paper, research was carried out for wake flow and aeroacoustics over a circular cylinders by using high order, high resolution techniques that are used in two dimensional aero- acoustic analysis. OpenMP parallel processing method was used. For the numerical result, the periodic characteristic of Strouhal Number due to vortex shedding was comparatively analyzed with other experiment values and two dimensional numerical results.

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농작물을 위한 드론 분무 농약 살포의 3차원 분석에 관한 연구 (Study on Three-Dimensional Analysis of Agricultural Plants and Drone-Spray Pesticide)

  • 문인식;권현진;김미현;장세명;나인호;김흥태
    • 스마트미디어저널
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    • 제9권4호
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    • pp.176-186
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    • 2020
  • 농작물들의 크기와 형태는 매우 다양하며 생육 환경도 각기 다르다. 따라서 드론을 활용하여 농약을 살포할 때에는 각 농작물에 대한 재배 환경과 특성이 고려되어야 하며, 이에 따라 드론의 비행고도, 전진속도 등 비행 조건이 달라져야 한다. 실제로 비행 조건에 따라 농약의 액적 유동이 크게 영향을 받게 되며, 살포 영역에 큰 변화가 발생하고 이로 인해 불균일한 액적 분포가 후류에 형성되어 농약의 전달 효율성이 떨어질 수 있을 뿐만 아니라 비산에 대한 위험성이 존재하게 된다. 본 논문에서는 농업용 드론을 사용하여 특성이 다른 3가지 농작물을 선정하고 드론의 비행 조건을 각각 다르게 하여 농약을 살포했을 때 후류에서의 노즐 유동을 수치해석을 통하여 분석하였으며, 전달되는 액체의 비율을 확률 밀도 함수의 평균 제곱근을 나눈 새로운 성능지수를 이용하여 비교함으로써 작물의 특성에 따른 드론의 농약 살포 가이드라인을 구축하고자 한다.

수직 이착륙 무인기용 소형 덕티드팬의 공력성능 및 후류특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Aerodynamic Performance and Wake Characteristics of the Small Ducted Fan for VTOL UAV)

  • 신수희;이승훈;김양원;조태환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.1-12
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    • 2022
  • 소형무인기의 틸팅방식 추진장치로 소형덕티드팬을 적용하였을 때 나타나는 공력특성을 분석하기 위해 직경 104mm 전기추진 덕티드팬의 공력특성을 풍동시험을 통해 살펴보았다. 소형무인기 운영조건에서 나타나는 현상을 살펴보기 위해 OPPAV 축소시제기의 제자리비행, 전진비행 및 천이비행 조건을 시험조건으로 채택하였으며, 6분력 발란스를 사용하여 덕티드팬의 추력 및 측력, 토크를 측정하였다. 비행체 주날개 및 꼬리날개에 영향을 미칠 수 있는 팬 후류를 파악하기 위해 5공 프로브를 사용하여 덕트 후방 250mm 단면의 3차원 속도벡터를 측정하였다. 제자리비행 및 전진비행 조건에서 덕티드팬의 추력 및 토크 특성을 파악하였으며, OPPAV 축소시제기에 적용하기 위한 조건을 도출하였다. 천이비행 조건에서 틸트각 40° 이하에서는 각도가 변하여도 추력이 유지되는 특성을 보이고 있으며 그 이후 각에서는 점차 증가하는 경향이 나타났다. 측력은 틸트각 75°까지 지속적으로 증가하는 경향이 나타났다. 제자리비행 및 전진비행 조건에서 60m/s 수준의 축방향 속도성분과 12m/s 수준의 원주방향 속도성분이 측정되었다. 틸트각이 증가함에 따라 축방향 속도 최대값 위치가 회전중심선을 벗어나는 경향이 나타나고 있으며, 단면 와류 중심도 유사한 위치로 이동하는 경향이 나타나고 있다.

VORTEX 패널법을 이용한 비정상 3차원 날개의 피칭 운동에 관한 연구 (Computational Study of Unsteady Three Dimensional Wing in Pitching Motion Utilizing Linear Vortex Panel Method)

  • 정봉구;조태환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 본 연구에서는 3차원 대칭형 날개의 정상/비정상상대에서의 공기력 특성을 Vortex 패널법을 이용하여 수치적으로 연구했다. 이 프로그램은 날개 표면에 분포된 x, y 방향에 따라 선형적으로 변화는 와(Vortex)를 이용하는 프로그램을 기반으로 하여 3차원 날개 주위의 비압축성 포텐셜 흐름에 적용하였고 박리와 후류의 변형은 고려하지 않았다. NACA Airfoil 자료와 비교한 계산결과는 매우 만족스러운 일치를 보여주었다. 또한 갑작스러운 pitch-up운동과 일정한 각속도로 피칭운동을 하는 비정상 날개에 대해서도 본 방법을 적용하였다. 비정상 상태의 연구에서는 출발와류의 생성과 시간에 따른 위치를 고려함으로서 출발와류가 날개의 공기력 특성에 미치는 영향을 계산하였다. 본 방법은 피칭이나 플래핑, 회전익 해석등의 더 복잡한 경우에도 적용되어질 수 있다.