• Wind and Structures
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• 제35권3호
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• pp.177-191
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• 2022

Trains emerging on a streamlined bridge-girder may have salient interference effects on the aerodynamic properties of the bridge. The present paper aims at investigating these interferences by wind tunnel measurements, covering surface pressure distributions, near wake profiles, and flow visualizations. Experimental results show that the above interferences can be categorized into two primary effects, i.e., an additional angle of attack (AoA) and an enhancement in flow separation. The additional AoA effect is demonstrated by the upward-moved stagnation point of the oncoming flow, the up-shifted global symmetrical axis of flow around the bridge-girder, and the clockwise-deflected orientation of flow approaching the bridge-girder. Due to this additional AoA effect, the two critical AoAs, where flow around the bridge-girder transits from trailing-edge vortex shedding (TEVS) to impinging leading-edge vortices (ILEV) and from ILEV to leading-edge vortex shedding (LEVS) of the bridge-girder are increased by 4° with respect to the same bridge-girder without trains. On the other hand, the underlying flow physics of the enhancement in flow separation is the large-scale vortices shedding from trains instead of TEVS, ILEV, and LEVS governed the upper half bridge-girder without trains in different ranges of AoA. Because of this enhancement, the mean lift and moment force coefficients, all the three fluctuating force coefficients (drag, lift, and moment), and the aerodynamic span-wise correlation of the bridge-girder are more significant than those without trains.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권8호
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• pp.911-920
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• 2005

The present study investigates heat/mass transfer and flow characteristics in a ribbed rotating passage with turning region. The duct has an aspect ratio (W/H) of 0.5 and a hydraulic diameter ($D_h$) of 26.67 mm. Rib turbulators are attached in the parallel arrangement on the leading and trailing surfaces of the passage. The ribs have a rectangular cross section of 2 m (e) $\times$ 3 m (w) and an attack angle of $70^{\circ}$. The pitch-to-rib height ratio (p/e) is 7.5, and the rib height-to-hydraulic diameter ratio (e/$D_h$) is 0.075. The rotation number ranges from 0.0 to 0.20 while the Reynolds number is constant at 10,000. To verify the heat/mass transfer augmentation, internal flow structures are calculated for the same conditions using a commercial code FLUENT 6.1. The results show that a pair of vortex cells are generated due to the symmetric geometry of the rib arrangement, and heat/mass transfer is augmented up to $Sh/Sh_0=2.9$ averagely, which is higher than that of the cross-ribbed case presented in the previous study for the stationary case. With the passage rotation, the main flow in the first-pass deflects toward the trailing surface and the heat transfer is enhanced on the trailing surface. In the second-pass, the flow enlarges the vortex cell close to the leading surface, and the small vortex cell on the trailing surface side contracts to disappear as the passage rotates faster. At the highest rotation number ($R_O=0.20$), the turn-induced single vortex cell becomes identical regardless of the rib configuration so that similar local heat/mass transfer distributions are observed in the fuming region for the cross- and parallel-ribbed case.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.146-158
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• 1991

2차원 날개 단면 주위의 유동을 레이저 유속계측장치(LDV)를 이용하여 계측하였다. 레이저 유속계측장치는 주위 유동에 영향을 주지 않으면서 물체 주위의 유속을 정밀하게 계측할 수 있는 장비로서 본 논문에서는 2W Ar-Ion 레이져 광선을 이용한 2색 3선형 레이저 시스템을 사용하여 2방향 속도를 동시에 계측하였다. 레이저유속 계측장치를 사용하여 NACA0012 단면 주위의 유동을 계측한 후 난류경계층, 박리현상(Separation) 및 날개 뒷날에서의 유동 현상등에 대한 해석을 수행하였다. 계측된 유동장의 해석 결과를 Head의 운동량 적분법에 의한 계산결과와 비교하였다. 입사각이 작고 레이놀드수가 비교적 큰 경우에는 계측결과에 의한 경계층 특성과 운동량 적분법에 의한 계산결과가 잘 일치함을 보였다. 2차원 날개단면 주위 유동을 정밀 계측하여 수치계산 방법에 의한 결과와의 비교를 위한 유동계측 자료를 확보하였으며 캐비테이션 특징 및 양력특성이 우수한 새로운 날개단면 개발에 응용될 수 있는 2차원 단면시험법을 개발하였다.

• Wind and Structures
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• 제19권4호
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• pp.421-441
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• 2014

With the assistance of typhoon field data at aerial elevation level observed by meteorological satellites and wind velocity and direction records nearby the ground gathered in Guangzhou Weather Station between 1985 and 2001, some key wind field parameters under typhoon climate in Guangzhou region were calibrated based on Monte-Carlo stochastic algorithm and Meng's typhoon numerical model. By using Peak Over Threshold method (POT) and Generalized Pareto Distribution (GPD), Wind field characteristics during typhoons for various return periods in several typical engineering fields were predicted, showing that some distribution rules in relation to gradient height of atmosphere boundary layer, power-law component of wind profile, gust factor and extreme wind velocity at 1-3s time interval are obviously different from corresponding items in Chinese wind load Codes. In order to evaluate the influence of typhoon field parameters on long-span flexible bridges, 1:100 reduced-scale wind field of type B terrain was reillustrated under typhoon and normal conditions utilizing passive turbulence generators in TJ-3 wind tunnel, and wind-induced performance tests of aero-elastic model of long-span Guangzhou Xinguang arch bridge were carried out as well. Furthermore, aerodynamic admittance function about lattice cross section in mid-span arch lib under the condition of higher turbulence intensity of typhoon field was identified via using high-frequency force-measured balance. Based on identified aerodynamic admittance expressions, Wind-induced stochastic vibration of Xinguang arch bridge under typhoon and normal climates was calculated and compared, considering structural geometrical non-linearity, stochastic wind attack angle effects, etc. Thus, the aerodynamic response characteristics under typhoon and normal conditions can be illustrated and checked, which are of satisfactory response results for different oncoming wind velocities with resemblance to those wind tunnel testing data under the two types of climate modes.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.65-74
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 교각주변(橋脚周邊) 하상(河床)의 국부세굴(局部洗掘)에 관한 실험적(實驗的) 해석(解析)으로서 세굴(洗掘)에 관계되는 여러 요소를 차원해석(次元解析)에 의해 무차원화(無次元化)하여, 교각(橋脚) Reynolds 수(數)와 무차원(無次元) 난류강도(亂流强度)로 나타내는 관계식을 유도하였으며 자료 검정(檢定)을 통하여 다중회귀분석(多重回歸分析)으로 관계식의 계수(係數)를 구하였다. 영각(迎角)이 $20^{\circ}$를 전후(前後)한 구간(區間)에서는, 교각(橋脚) Reynolds 수(數)와 세굴량(洗掘量)은 정비례(正比例)에서 반비례(反比例)로 무차원(無次元) 난류강도(亂流强度)와 세굴량(洗掘量)은 반비례(反比例)에서 정비례(正比例)로 바뀌는 천이구역(遷移區域)이 존재(存在)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)한 교각주변(橋脚周邊)의 세굴폭(洗掘幅)과 세굴심(洗掘深)에 대(對)한 관계식을 국립건설연구소(國立建設硏究所) 자료(資料)로 검정(檢定)을 실시(實施)한 결과(結果) 잘 일치하고 있음을 알 수 있다.

• 멤브레인
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• 제27권2호
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• pp.182-188
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• 2017

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)의 전해질막의 화학적 안정성의 향상을 위하여 3-mercaptopropyl silica gel (3MPTSG)과 poly(arylene ether sulfone)(SPAES)을 이용하여 복합막을 제조하였다. 일반적으로 방향족 탄화수소계 고분자막은 전극 부분에서 발생한 라디컬에 의한 고분자 산화가 일어나 내구성이 감소하게 되는데 이는 대부분 주쇄에 포함된 에테르 기 부분의 취약성으로 발생한다. 본 연구에서는 이러한 라디칼에 의한 고분자 주쇄의 산화를 방지하기 위해 친수성의 무기물 입자를 도입하여 이온전도도 감소율을 최소화하고 산화안정성을 높이고자 하였다. 복합막들의 물성 및 전기화학적 특성을 평가하기 위해 접촉각, FT-IR, 이온전도도, 이온교환용량(IEC), 함수율, 열안정성 등을 수행하였다. 실리카의 함량이 0에서 0.5%까지 증가함에 따라 이온전도도 및 함수율은 각각 10% 감소한 0.076 S cm-1 및 16% 감소한 24.6 wt%이었으나, 산화안정성은 10% 향상되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권9호
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• pp.27-33
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• 2005

전산유동해석을 이용하여 발사체 공력특성을 예측함에 있어서 발사체 기저부 영역 모델링에 따라 그 결과가 어떻게 달라지는가에 대하여 알아보았다. 기저부 영역 모델링 특성을 보기 위해 발사체 주변을 네 개의 영역으로 구분하고 이를 네 가지로 서로 조합하여 받음각 $6^{\circ}$에 대해 마하수를 0.4부터 2.86까지 변화시켜 가며 공력 계수를 산출하였다. 먼저 발사체 기저부 영역이 계산결과에 미치는 영향을 살펴보았을 때, 아음속 및 천음속 영역 해석 시, 기저부 영역 모델링이 반드시 필요함을 확인했다. 다음으로 풍동시험에 사용한 스팅의 영향을 살펴보았을 때, 스팅 형상을 고려하여 계산/보정한 결과가 전반적으로 풍동시험에 가장 근접했다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권11호
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• pp.901-907
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• 2021

본 연구에서는 다양한 유도탄 노즈 형상과 유동조건에 대한 공력계수를 예측할 수 있는 인공신경망 기반의 공력 산출 기법을 제시한다. Missile DATCOM를 통해 유도탄 노즈 형상, 유동조건, 유도탄 공력계수로 구성된 학습 데이터셋을 구축하였다. 인공신경망의 예측 성능을 향상시키기 위해 데이터 전처리 과정으로 데이터 정규화를 진행하였고, 과대적합을 방지하기 위해 신경망 학습 과정 중 드롭아웃 기법을 사용하였다. 신경망을 통해 학습하지 않은 유도탄 노즈 형상과 유동조건에 대한 공력계수를 예측하였고 이를 Missile DATCOM 해석 결과와 비교하여 신경망의 성능을 검증하였다. 그 결과 본 연구에서 구축한 신경망은 학습하지 않은 유도탄 노즈 형상과 유동조건에 대한 유도탄 공력계수를 정확하게 산출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권4호
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• pp.10-20
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• 2022

한국항공우주연구원의 자유제트형 지상추진시험설비인 스크램제트 엔진 시험설비의 마하 5 조건에서 스크램제트 엔진 흡입구의 성능분석 시험을 진행하였다. 스크램제트 엔진 흡입구의 대표적인 성능 인자인 전압력 회복률, 공기 포획율 측정을 위하여 격리부 후방에 설치되는 피토/정압 레이크가 설계 제작되었다. 격리부 후방에 장착된 레이크가 전방의 흡입구 램프와 격리부에 미치는 영향과 레이크로 측정된 흡입구의 성능 인자 분석 그리고 흡입구의 받음각 변화에 따른 벽면 정압력 분포 변화에 대한 분석이 수행되었다. 끝으로 연소기에서의 압력 상승을 모사하는 장치인 흡입구 후방 배압 조정 장치를 이용하여 흡입구 불시동이 발생하는 시점을 확인하였으며, 본 논문에는 그 결과를 정리하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권4호
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• pp.342-348
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• 2017

본 연구에서는 초음속 주유동 환경에서의 막냉각 특성에 대해 적외선 열상법을 적용한 시험을 수행하였다. 막냉각 시험은 수축형 막냉각 노즐을 갖는 쐐기형 막냉각 시편을 이용해 마하수 3.0, 단위 길이 당 레이놀즈수 $42.53{\times}10^6$ 와 $69.35{\times}10^6$ 인 조건을 구현한 자유-제트 시험 설비에서 수행하였다. 모사 탐색창에 해당하는 PEEK의 표면 온도를 계측하여 막냉각 효율을 산출하였고 받음각 및 분사율이 막냉각 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 막냉각을 적용하지 않는 경우와 비교할 때, 막냉각을 적용할 경우 측정된 PEEK의 표면 온도가 크게 감소하였다. 막냉각의 유용성은 시간에 따른 PEEK의 표면 온도로부터 산출한 열유속 특성으로도 확인할 수 있다. 분사율이 증가할수록 보호되는 PEEK의 영역이 주유동과 막냉각 유동의 흐름 방향으로 확장되었다.