• 제목/요약/키워드: Boundary-Layer Interactions

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Low Dissipative AUSM-type 수치기법 개발 (Development of Low Dissipative AUSM-type Scheme)

  • 김규홍
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권9호
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    • pp.12-26
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    • 2004
  • 수치점성을 효과적으로 줄이기 위한 새로운 AUSM-type 수치기법을 개발하였다. TVD 제한자 분석을 통하여 제어면에서의 불성치를 보다 정확하게 예측할 수 있는 기준을 찾아내고 이를 이용하여 제어면의 물성치를 적절히 정의하는 M-AUSMPW+를 개발하였다. M-AUSMPW+의 장점은 다차원 유동을 해석하는데 있어 분명히 나타난다. M-AUSMPW+ 는 유동과 격자계가 일치하지 않는 격자계에서 수치점성을 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 다차원 유동을 계산하는데 있어 기존의 어떠한 수치기법보다 정확하고 효과적인 계산이 가능하다. 접촉불연속면, 와류 유동, 충격파 경계층 상호작용, 정성 충격파관 문제를 통해 이를 확인하였다.

비균질 구배기능 계면영역을 고려한 적층 만무한체의 동일선상 복수균열 해석 (The Problem of Collinear Cracks in a Layered Half-Plane with a Functionally Graded Nonhomogeneous Interfacial Zone)

  • 진태은;최형집;이강용
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권4호
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    • pp.1275-1289
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    • 1996
  • The plane elasticity problem of collinear cracks in a layered medium is investigated. The medium is modeled as bonded structure constituted from a surface layer and a semi-infinite substrate. Along the bond line between the two dissimilar homegeneous constituents, it is assumed that as interfacial zone having the functionally graded, nonhomogeneous elastic modulus exists. The layered medium contains three collinear cracks, one in each constituent material oriented perpendicular to the nominal interfaces. The stiffness matrix formulation is utilized and a set of homogeneous conditions relevant to the given problem is readily satisfied. The proposed mixed boundary value problem is then represented in the form of a system of integral equations with Cauchy-type singular kernels. The stress intensity factors are defined from the crack-tip stress fields possessing the standard square-root singular behavior. The resulting values of stress intensity factors mainly address the interactions among the cracks for various crack sizes and material combinations.

DES법을 이용한 SUBOFF 잠수함 모델 주위 유동 수치해석 연구 (Numerical Simulation of the Flow Around the SUBOFF Submarine Model Using a DES Method)

  • 서성부;박일룡
    • 대한조선학회논문집
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    • 제58권2호
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    • pp.73-83
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    • 2021
  • In this study, the numerical investigation of the flow around the SUBOFF submarine model is performed by using the Detached Eddy Simulation (DES) method which is developed based on the SST k-ω turbulence model. At the DES analysis level, complex vortical flows around the submarine model are caused mainly by the vortices due to the appendages and their interactions with the flows from the hull boundary layer and other appendages. The complexity and scale of the vortical flow obtained from the numerical simulations are highly dependent on the grid. The computed local flow properties of the submarine model are compared with the available experimental data showing a good agreement. The DES analysis more reasonably estimates the physical phenomena inherent in the experimental result in a low radius of the propeller plane where vortical flows smaller than the RANS scale are dominant.

Observational Evidence of Giant Cloud Condensation Nucleus Effects on the Precipitation Sensitivity in Marine Stratocumulus Clouds

  • Jung, Eunsil
    • 한국지구과학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.498-510
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    • 2022
  • Cloud-aerosol interactions are one of the paramount but least understood forcing factors in climate systems. Generally, an increase in the concentration of aerosols increases the concentration of cloud droplet numbers, implying that clouds tend to persist for longer than usual, suppressing precipitation in the warm boundary layer. The cloud lifetime effect has been the center of discussion in the scientific community, partly because of the lack of cloud life cycle observations and partly because of cloud problems. In this study, the precipitation susceptibility (So) matrix was employed to estimate the aerosols' effect on precipitation, while the non-aerosol effect is minimized. The So was calculated for the typical coupled, well-mixed maritime stratocumulus decks and giant cloud condensation nucleus (GCCN) seeded clouds. The GCCN-artificially introduced to the marine stratocumulus cloud decks-is shown to initiate precipitation and reduces So to approximately zero, demonstrating the cloud lifetime hypothesis. The results suggest that the response of precipitation to changes in GCCN must be considered for accurate prediction of aerosol-cloud-precipitation interaction by model studies

Missile Afterbody에서 Plume-Induced Flow의 제어에 관한 연구 (A Study of the Control of Plume-Induced Flow over a Missile Afterbody)

  • 임채민;;이장창;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.45-48
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    • 2003
  • plume 간섭 현상은 plume에 의한 경계층 유동의 박리, 강한 전단층 발생, 그리고 다수의 충격파들이 박리유동 및 전단층과 상호작용하게 되는 매우 복잡한 유동현상이며, 현재 미사일 등의 후미부에서 발생하는 plume 간섭 현상의 상세에 관해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 plume 간섭현상을 이해하기 위하여 수치계산을 수행하였다. 수치계산에서는 천음속 및 초음속 자유유동에서 plume 간섭현상을 조사하기 위하여, 추진노즐로부터 발생하는 강한 부족 팽창제트를 모사하여 종래의 풍동실험의 결과와 비교하였다. 또 수치계산에서는 미사일 후미부에 Simple, Rounded, 다공-확장(porous-extension)벽을 적용하여, 이들이 plume 간섭현상에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 Rounded, 다공-확장(porous-extension)벽은 plume에 의한 충격파와 경계층 유동의 박리 현상을 완화시킬 수 있었으며, 미사일 동체의 제어성능을 향상시킬 수 있음을 알았다.

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파랑관통형 선형의 선체유기 유동소음특성에 관한 연구 (Analysis of Hull-Induced Flow Noise Characteristics for Wave-Piercing Hull forms)

  • 최원석;홍석윤;송지훈;권현웅;서정화;이신형
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.619-627
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    • 2018
  • 선박의 고속, 대형화 및 규제강화의 추세에 따라 유동소음의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서 유동소음을 설계에 반영하고 있는 것에 반해 조선해양분야에서는 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는, 선체유기 유동소음의 해석절차를 정립하고 쇄파의 영향이 작고 선체선형에 의한 유기소음의 특성이 뚜렷한 파랑관통형 선형에 대해 소음특성을 분석하였다. 선체유기 유동소음의 주요 메커니즘인 난류경계층 내부의 복잡한 난류유동과 구조물의 유체-구조 연성적 소음원은 벽면변동압력을 이용하여 가진력을 모델링하고 파워흐름해석법을 이용하여 진동음향 응답해석을 수행하였다. 주파수 영역 및 선체부위에 따라 상의한 소음특성을 가지며 저주파수 영역에서 선형의 영향이 상대적으로 크고 유속에 비례하는 경향을 확인할 수 있었다.

따뜻한 구름에서의 강수민감도에 대한 고찰 (A Review of Precipitation Susceptibility in Warm Boundary Layer Clouds)

  • 정은실
    • 한국지구과학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.109-118
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    • 2019
  • 구름과 에어로졸의 상호 작용은 기후 시스템에서 중요한 강제력 메커니즘 중 하나로 알려져 있지만, 에어로졸 변화가 구름의 양과 수명에 미치는 영향에 대해서는 서로 일치하지 않는 연구결과를 보이고 있다. 더구나 구름과 강수에 대한 에어로졸 효과는 기상요인으로부터 발생하는 효과와 쉽게 분리되지 않는다. 이 논문에서는 구름두께(H), 액체수함량(Liquid water path, LWP)과 같은 구름 거시물리 인자들이 강수에 미치는 영향을 최소화한 상태에서, 에어로졸 농도 변화가 강수변화에 미치는 영향을 기술하는, 강수민감도($S_o$)에 대한 연구를 살펴보았다. 구름 두께가 얇거나 구름이 포함하고 있는 액체수함량이 작을 경우 에어로졸 농도가 증가하여도 강수율에는 변화가 없었다. 그러나 구름 두께나 액체수함량이 중간 정도인 경우에는 에어로졸 농도가 증가할수록 강수량이 감소한다. 이것은 대기 중에 존재하는 에어로졸이 구름씨앗으로 작용하여 수많은 작은 크기의 구름입자를 생성하여, 강수로 이어지는 충돌 병합과정을 억제하기 때문이다. 구름두께나 액체수함량이 큰 경우에는 대기 중에 이미 충분한 수분이 존재하여, LWP 또는 H가 증가할수록 강수민감도는 감소한다. 이러한 LWP 또는 H 영역에 따른 강수민감도 변화특성은 구름 속에서 작용하는 우세한 구름물리 과정에 따라 다르게 나타난다.

인공광하의 공정육묘용 풍동 설계 및 공정묘 개체군상의 공기역학적 특성 (Design of a Wind Tunnel for Plug Seedlings Production under Artificial Light and Aerodynamic Characteristics above Plug Stand)

  • 김용현;고재풍수
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제21권4호
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    • pp.429-435
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    • 1996
  • A wind tunnel consisting of two air flow conditioners with polycarbonate pipes, a plant growth room, a suction fan and fan controller, and fluorescent lamps, was designed to investigate the interactions between the growth of plug seedlings under artificial light and their Physical environments. Light transmissivities in the plant growth room based on the photosynthetic photon flux density and photosynthetically active radiation was appeared to be 96.3% and 96.8%, respectively. Measurement showed a uniformity in the vertical profiles of air current speed at the middle and rear regions of plug trays in wind tunnel. This result indicated that the development of a wind tunnel based on the design criteria of the American Society of Mechanical Engineers was adequate. Air current speed inside the plug stand was significantly decreased due to the resistance by the leaves of plug seedlings and boundary layer developed over and below the plug stand. Driving force to facilitate the diffusion of gas inside the plug stand might be regarded as extremely low. Aerodynamic characteristics above the plug stand under artificial light were investigated. As the air current speed increased, zero plane displacement decreased but roughness length and frictional velocity increased. Zero plane displacement linearly increased with the average height of plug seedlings. The wind tunnel developed in this study would be useful to investigate the effects of air current speed on the microclimate over and inside the plug stand and to collect basic data for a large-scale plug production under artificial light in a semi-closed ecosystem.

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도시지역 공중화분 농도와 기상조건과의 관계 (Relationship between Pollen Concentration and Meteorological Condition in an Urban Area)

  • 오인보;김양호;최기룡;이지호
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.780-788
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    • 2013
  • This study attempted to determine important meteorological parameters related to airborne pollen concentrations in urban areas. Hourly pollen measurement data were prepared from a regular sampling with a volumetric Burkard spore trap at a site in the Ulsan city, during the spring season (March~May) of 2011. Results showed that the daily mean and maximum concentrations for total pollen counts during the spring season were statistically significantly correlated with both air temperature and wind speed; daily mean pollen concentration was the most highly related to daily maximum temperature (r=0.567, p<0.001). It was also identified that pollen concentration has a stronger relationship with wind speed at the rural site than at the urban one, which confirms that strong wind conditions over the pollen sources area can be favorable for pollen dispersal, resulting in increases in airborne pollen concentrations downwind. From the results of an oak-pollen episode analysis, it was found that there was a significant relationship between hourly variation of oak pollen concentrations and dynamic meteorological factors, such as wind and mixing height (representing the boundary layer depth); especially, a strong southwestern wind and elevated mixing height was associated with high nocturnal concentrations of oak pollen. This study suggests that temperature, wind, and mixing height can be important considerations in explaining the pollen concentration variations. Additional examination of complex interactions of multiple meteorological parameters affecting pollen behavior should be carried out in order to better understand and predict the temporal and spatial pollen distribution in urban areas.

익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine with the cascade positions)

  • 조종재;김귀순;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.265-271
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    • 2007
  • 본 연구에서는 자체 설계한 소형 초음속 풍동을 이용하여 초음속 충동형 터빈의 유동 특성을 살펴보았다. 터빈 익렬 위치에 따른 초음속 터빈 내부의 유동 특성을 파악하고 확산 손실이 발생하는 특성을 알아보기 위해 터빈 익렬 위치를 조절해가며 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 실험을 실시하였다. 터빈 익렬 내부의 유동 가시화를 위해 Z-type 슐리렌(Schlieren) 시스템을 사용하였으며 압력변환기와 압력스캐너를 이용하여 터빈 익렬 내부의 정압력과 익렬 후류의 전압력을 측정하였다. 이러한 일련의 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 유동박리, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었으며 터빈 익렬 위치에 따른 터빈 내부의 유동 특성을 파악할 수 있었다.

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