• Wind and Structures
• /
• 제34권1호
• /
• pp.127-136
• /
• 2022

In this work a multi-fidelity non-intrusive polynomial chaos (MF-NIPC) has been applied to a structural wind engineering problem in architectural design for the first time. In architectural design it is important to design structures that are safe in a range of wind directions and speeds. For this reason, the computational models used to design buildings and bridges must account for the uncertainties associated with the interaction between the structure and wind. In order to use the numerical simulations for the design, the numerical models must be validated by experi-mental data, and uncertainties contained in the experiments should also be taken into account. Uncertainty Quantifi-cation has been increasingly used for CFD simulations to consider such uncertainties. Typically, CFD simulations are computationally expensive, motivating the increased interest in multi-fidelity methods due to their ability to lev-erage limited data sets of high-fidelity data with evaluations of more computationally inexpensive models. Previous-ly, the multi-fidelity framework has been applied to CFD simulations for the purposes of optimization, rather than for the statistical assessment of candidate design. In this paper MF-NIPC method is applied to flow around a rectan-gular 5:1 cylinder, which has been thoroughly investigated for architectural design. The purpose of UQ is validation of numerical simulation results with experimental data, therefore the radius of curvature of the rectangular cylinder corners and the angle of attack are considered to be random variables, which are known to contain uncertainties when wind tunnel tests are carried out. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are solved by a solver that employs the Finite Element Method (FEM) for two turbulence modeling approaches of the incompressible Navier-Stokes equations: Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokes (URANS) and the Large Eddy simulation (LES). The results of the uncertainty analysis with CFD are compared to experimental data in terms of time-averaged pressure coefficients and bulk parameters. In addition, the accuracy and efficiency of the multi-fidelity framework is demonstrated through a comparison with the results of the high-fidelity model.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권3호
• /
• pp.219-225
• /
• 2014

본 연구에서는 NACA0012/14/15 천음속 에어포일 유동에서 비평형 응축이 충격파 진동에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 주류 마하수 0.81-0.90에 대해, 정체점 상대습도 및 에어포일의 기하학적 형상이 유동 특성에 미치는 영향이 구명되었다. 받음각 ${\alpha}=0^{\circ}$, 정체점 온도(288K) 및 주류 마하수가 0.87인 경우, 정체점 상대습도의 증가는 Terminating Shock의 충격파 강도를 약화시킨다. 정체점 상대습도가 30%인 경우 961Hz이던 충격파의 진동수가 60%일 때는 912Hz로 약 5% 감소한다. 정체점 상대습도가 동일한 경우는 주류 마하수가 클수록 충격파의 진동수 및 이동거리는 크게 된다. 또, 진동의 한 주기에 대해 항력계수의 변화도 구명되었다. 정체점 상대습도가 높을수록 최대 항력 계수는 작고, 항력계수의 변화폭 또한 감소한다. 한편 에어포일의 최대 두께가 두꺼울수록 초음속 영역의 크기는 증가하며 충격파의 진동수 및 이동거리도 증가한다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
• /
• 제65권6호
• /
• pp.801-815
• /
• 2022

Objective : To evaluate the stent apposition of a low-profile visualized intraluminal support (LVIS) device in distal internal carotid artery (ICA) aneurysms, examine its correlation with clinical and angiographic outcomes, and determine the predictive factors of ischemic adverse events (IAEs) related to stent-assisted coiling. Methods : We retrospectively analyzed a prospectively maintained database of 183 patients between January 2017 and February 2020. The carotid siphon from the cavernous ICA to the ICA terminus was divided into posterior, anterior, and superior bends. The anterior bends were categorized into angled (V) and non-angled (C, U, and S) types depending on the morphology and measured angles. Complete stent apposition (CSA) and incomplete stent apposition (ISA) were evaluated using unsubtracted angiography and flat-panel detector computed tomography. Dual antiplatelet therapy with aspirin 200 mg and clopidogrel 75 mg was administered. Clopidogrel resistance was defined as fewer responders (≥10%, <40%) and non-responders (<10%) based on the percent inhibition (%INH) of the VerifyNow system. These were counteracted by a dose escalation to 150 mg for fewer responders or substitution with cilostazol 200 mg for non-responders. IAEs included intraoperative in-stent thrombosis, transient ischemic attack, cerebral infarction, and delayed in-stent stenosis. A multivariate logistic regression analysis was used to determine the predictive factors for ISA and IAEs. Results : There were 33 ISAs (18.0%) and 27 IAEs (14.8%). The anterior bend angle was narrower in ISA (-4.16°±25.18°) than in CSA (23.52°±23.13°) (p<0.001). The V- and S-types were independently correlated with the ISA (p<0.001). However, treatment outcomes, including IAEs (15.3% vs. 12.1%), aneurysmal complete occlusion (91.3% vs. 88.6%), and recanalization (none of them), did not differ between CSA and ISA (p>0.05). The %INH of 27 IAEs (13.78%±14.78%) was significantly lower than that of 156 non-IAEs (26.82%±20.23%) (p<0.001). Non-responders to clopidogrel were the only significant predictive factor for IAEs (p=0.001). Conclusion : The angled and tortuous anatomical peculiarity of the carotid siphon caused ISA of the LVIS device; however, it did not affect clinical and angiographic outcomes, while the non-responders to clopidogrel affected the IAEs related to stent-assisted coiling.

• 대한공업교육학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.87-103
• /
• 2007

본 연구는 중등학교 학생들에게 유동장 주위의 유체의 흐름을 정성적으로 설명할 수 있고 유체의 저항 개념을 쉽게 이해시키기 위해 학교 현장에 적용 가능한 교수-학습용 자료인 학습용 풍동의 연기 유동 가시화 장치를 개발하였다. 연구의 내용은 학습용 풍동의 연기 유동가시화 장치 개발과 이를 활용한 실험으로 이루어져 있다. 이 연구에서 얻은 주요 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 수송 영역에서 다양한 유체의 흐름 형태와 저항 개념을 이해시킬 수 있는 교수-학습 자료를 개발하였다. 둘째, 유동가시화 실험을 통하여 실험 모델에 따른 유체의 흐름은 이론적인 유동 패턴과 전체적으로 비슷한 경향성을 보였다. 셋째, 공기의 저항을 의미하는 후류 영역은 유선형 모델이 원형이나 사각형 모델에 비해 훨씬 작게 나타났다. 넷째, 유선형 모델의 받음각을 $20^{\circ}$로 하였을 때 앞전(leading edge)에 생기는 박리점과 넓은 영역의 후류를 관찰할 수 있었다. 다섯째, 골프공과 매끈한 공의 비교실험에서 딤플이 있는 골프공 모델 하류에 형성되는 후류영역의 폭(wake width)은 다소 좁아짐을 관찰할 수 있었다. 여섯째, 수송 영역에서, 자동차나 항공기에 대한 관심과 흥미를 증진 시킬 수 있는 실험 실습 교수-학습 자료로 활용할 수 있도록 개발하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제34권1호
• /
• pp.115-125
• /
• 2022

The high-Reynolds number flow around a rectangular cylinder, having streamwise to crossflow length ratio equal to 5 is analyzed in the present paper. The flow is characterized by shear-layer separation from the upstream edges. Vortical structures of different size form from the roll-up of these shear layers, move downstream and interact with the classical vortex shedding further downstream in the wake. The corresponding mean flow is characterized by a recirculation region along the lateral surface of the cylinder, ending by mean flow reattachment close to the trailing edge. The mean flow features on the cylinder side have been shown to be highly sensitive to set-up parameters both in numerical simulations and in experiments. The results of 21 Large Eddy Simulations (LES) are analyzed herein to highlight the impact of the lateral mean recirculation characteristics on the near-wake flow features and on some bulk quantities. The considered simulations have been carried out at Reynolds number Re=DU_∞/ν=40 000, being D the crossflow dimension, U_∞ the freestream velocity and ν the kinematic viscosity of air; the flow is set to have zero angle of attack. Some simulations are carried out with sharp edges (Mariotti et al. 2017), others with different values of the rounding of the upstream edges (Rocchio et al. 2020) and an additional LES is carried out to match the value of the roundness of the upstream edges in the experiments in Pasqualetto et al. (2022). The dimensions of the mean recirculation zone vary considerably in these simulations, allowing us to single out meaningful trends. The streamwise length of the lateral mean recirculation and the streamwise distance from the upstream edge of its center are the parameters controlling the considered quantities. The wake width increases linearly with these parameters, while the vortex-shedding non-dimensional frequency shows a linear decrease. The drag coefficient also linearly decreases with increasing the recirculation length and this is due to a reduction of the suctions on the base. However, the overall variation of C_D is small. Finally, a significant, and once again linear, increase of the fluctuations of the lift coefficient is found for increasing the mean recirculation streamwise length.

• 한국수산과학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.238-244
• /
• 2001

중층트롤 어구의 유체저항을 구하거나 전개판의 간격을 구하는 것은 어구설계나 어로작업에 유용하다. 본 논문에서는 끌줄에 관해 신장을 포함하여 간이해석적 (semi-analytic)으로 푼 3차원해석을 이용하여 중층트롤 어구의 끌줄에 적용시키고, 줄의 형상에 대해 기존의 직선이라는 가정은 실제로 이루는 곡선과는 차이가 있기에, 여기서는 줄의 형상을 곡선 형태로 도입하였는데, 날개그물 끝에서 후릿줄, 뜸$\cdot$발줄 및 (자루그물의) 힘줄에 미치는 세 힘의 합력을 역학적으로 고려하여 어구의 유체저항을 구한 방법을 나타낸 것으로서. 이때 전개판 (OB) 뒤쪽의 후릿줄 (hand rope), bridle 및 뜸 (발)줄의 형상을 곡선인 $y_{r}=Ax_{r}^{B}$의 형태 (B=2이면 포물선 (parabola)임)로 가정하였다. 기존의 중층트롤의 실험자료에서 끌줄의 길이가 100m인 경우에 예망속도의 변화에 따른 여러가지 측정값을 이용하여 트롤어구의 유체저항을 구하는 새로운 방법을 제시하였는데, 10매로 구성된 망지의 유체저항 ($R_{n}(kg)$)과 유속 (V)과의 관계는$1.34 범위에서 $R_{n}=1204.6\;V_{(m/s)}^{1.99}$ 관계가 있었다. 여기에서 제안한 방법을 이용하면 트롤어구의 그물만의 유체저항을 직접적으로 구할 수 있다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제46권3호
• /
• pp.168-178
• /
• 2022

본 연구에서는 선수부에 프로펠러를 갖는 수중운동체의 연직면 조종성능을 추정하기 위해 저항시험, 연직면 사항시험, VPMM 시험을 부산대학교 예인수조에서 수행하였다. 연직면 사항시험은 대각도에서 발생하는 횡교차력 성분을 고려하기 위해 -40도에서 40도 범위 내에서 수행하였다. 프로펠러의 회전 상태는 특정 rpm으로 회전하는 경우와 예인속도에 맞춰 자연스럽게 프로펠러가 회전하는 경우로 나눠 시험을 수행하였다. 구속모형 시험을 통해 수중운동체의 연직면 조종 유체력 미계수를 추정하였으며 최종적으로 동유체력 미계수를 기반으로 연직면 동적 안정성지수를 산정하고 프로펠러 회전 상태가 동적 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 본 시험 결과는 전방에 프로펠러를 갖는 수중운동체의 조종시험 참고자료로서 활용될 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권12호
• /
• pp.785-792
• /
• 2016

본 연구에서는 NACA0012 천음속 익형 유동에 있어 비평형 응축이 항력 발산 마하수 $M_D$에 미치는 영향을 TVD 유한 차분법을 사용하여 연구하였다. 받음각 ${\alpha}$가 동일한 경우, 정체점 상대습도 ${\phi}_0$가 높을수록 충격파 직전의 최대 마하수 $M_{max}$는 작게 되고 초음속 영역의 크기도 적게 된다. 주류 마하수 $M_{\infty}$, 정체점 상대습도 ${\phi}_0$ 및 정체온도 $T_0$가 동일한 경우 받음각 ${\alpha}$가 클수록 비평형 응축영역 길이 ${\Delta}_z$은 짧게 된다. 한편, 주류 마하수 $M_{\infty}$와 받음각 ${\alpha}$가 동일한 경우 정체점 상대습도 ${\phi}_0$가 높을수록 조파저항의 감소 때문에 항력계수 $C_D$는 적어진다. $M_D$는 ${\alpha}$가 동일한 경우 ${\phi}_0$가 클수록 크게 되며, ${\phi}_0$가 동일한 경우는 ${\alpha}$가 클수록 $M_D$는 적게 된다.

• 한국운동역학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.359-367
• /
• 2009

본 연구의 목적은 배구경기의 스파이크 동작에서 시간, 거리, 속도, 각도요인 등 제반 운동학적 변인들을 분석하여 스파이크의 과학적 훈련이나 지도에 유용한 정보를 제공하는데 있다. 대상자는 2008-2009 V-리그에 출전한 남자 용병선수 4명이다. 두 대의 고속비디오카메라를 사용했으며 3차원 동작분석 법으로 분석한 결과를 토대로 한 결론은 다음과 같다. 도약스텝의 소요시간은 .33초였으며, 안젤코 선수는 다른 선수들보다 발구름 시간을 조금 더 길게했다. 현재 공격력에서 더 상위에 있는 안젤코와 앤더슨은 전체 스파이크 동작구간의 거리를 4m 이내로 비교적 짧게 했다. 신체중심이 최저에 이른 순간은 도약스텝에서 지지하고 있는 오른발을 왼발이 통과하는 시점이었으며, 신체중심의 최대 높이는 2.30m로 임팩트 직전에 나타났다. 신체중심의 수평속도는 도약스텝의 초반부에 4.19m/s로 가장 높았으며, 도약 직전 앞발의 지지기에 최저치에 도달하는 것으로 나타났다. 신체중심의 수직속도는 도약구간에 오른발의 접지 후 최저치에 이르렀으며, 앞발의 이지 후 최대 속도에 이르는 것으로 나타났다. 타점은 3.22m, 볼속도는 최대 28.18m/s로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.40-51
• /
• 1991

캐비테이션 특성이 우수하고 추진효율이 높은 콘테이너선용 프로펠러를 설계하기 위하여 새로운 날개단면(KH18)을 이용한 프로펠러 설계법을 제안하였다. KH18 단면은 캐비테이션 초생곡선(Cavitation-free bucket diagram) 및 양력-항력곡선(Lift-drag curve)에서 폭이 넓어 불균일한 선미후류에서 작동되는 선박용 프로펠러의 날개 단면으로 적당하리라 판단되었다. 새로운 날개 단면을 이용한 콘테이너선의 프로펠러 설계를 위하여 양력면이론을 사용하였다. 프로펠러 설계시 코오드 방향 부하분포를 설계변수로 선택하여 5개의 프로펠러를 설계하였고, 단면 변화의 영향을 비교하기 위하여 NACA형 단면을 갖는 프로펠를 설계하여 예인수조 및 캐비테이션 터널에서 모형시험을 수행하였다. 모형시험 결과 코오드 방향 부하분포가 프로펠러 반경의 70% 내부에서는 날개 앞날의 부하가 적고 그 외부에서는 날개 앞날부하가 상대적으로 큰 코오드방향 부하분포를 갖는 프로펠러(KP197)가 NACA 단면을 갖는 프로펠러에 비하여 추진효율은 1% 향상되었고 캐비테이션 발생양은 30% 감소하였으며 선체변동압력은 9%감소하였다. 새로운 날개단면을 갖는 프로펠러의 캐비테이션 특성이 우수함을 고려하여 낱개 전개면적비를 감소시킨다면 더 많은 추진효율 증가를 기대할 수 있으리라 판단된다.