Park, Jinseon;Lee, Se-Yeon;Choi, Lak-Yeong;Jeong, Hanna;Noh, Hyun Ho;Yu, Seung-Hwa;Song, Hosung;Hong, Se-woon
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.63
no.5
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pp.39-47
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2021
With rising concerns about pesticide spray drifts, this study analyzed the drift patterns of two typically-used nozzles, XR nozzle and AI nozzle, concerning their working pressures and wind speeds by wind tunnel experiments. AI nozzle showed low drift potential with larger droplet sizes compared to XR nozzle. Airborne and deposition drifts of XR nozzle were two times higher than those of AI nozzle under high wind speeds (≥2 m s-1). In all cases, higher working pressures decreased the droplet sizes, thereby increasing the airborne and deposition drifts. Higher wind speeds also resulted in more airborne drifts, while ground deposition was increased under lower wind speeds. These effects of working pressures and wind speeds on the airborne and deposition drifts were observed at leeward distances less than 4 m from the nozzles. However, the airborne and deposition drifts were barely affected by the working pressures and wind speeds at leeward distances more than 11 m. The measurements were fitted to regression models of the drift curve with acceptable R2 values greater than 0.8, demonstrating that further studies will be useful to settle domestic issues of spray drifts.
A study of wind effects was carried out at the Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory (BLWTL) for the projected 558-m high free-standing telecommunication and observation tower for Jakarta, Indonesia. The objectives were to assist the designers with various aspects of wind action, including the overall structural loads and responses of the Tower shaft and the antenna superstructure, the local wind pressures on components of the exterior envelope, and winds in pedestrian areas. The designers of the Tower are the East China Architectural Design Institute (ECADI) and PT Menara Jakarta, Indonesia. Unfortunately, the project is halted due to the financial uncertainties in Indonesia. At the time of the stoppage, pile driving had been completed and slip forming of the concrete shaft of the Tower had begun. When completed, the Tower will exceed the height of the CN-Tower in Toronto, Canada by some 5 m.
Many potential small wind turbine locations are near obstacles such as buildings and shelterbelts, which can have a significant, detrimental effect on the local wind climate. A neural network-based model has been developed which predicts mean wind speed and turbulence intensity at points in an obstacle's region of influence, relative to unsheltered conditions. The neural network was trained using measurements collected in the wakes of 18 scale building models exposed to a simulated rural atmospheric boundary layer in a wind tunnel. The model obstacles covered a range of heights, widths, depths, and roof pitches typical of rural buildings. A field experiment was conducted using three unique full scale obstacles to validate model predictions and wind tunnel measurements. The accuracy of the neural network model varies with the quantity predicted and position in the obstacle wake. In general, predictions of mean velocity deficit in the far wake region are most accurate. The overall estimated mean uncertainties associated with model predictions of normalized mean wind speed and turbulence intensity are 4.9% and 12.8%, respectively.
This paper surveys and complements contributions by the National Institute of Standards and Technology to techniques ensuring that the wind tunnel procedure for the design of high-rise structures is based on sound methods and allows unambiguous inter-laboratory comparisons. Developments that enabled substantial advances in these techniques include: Instrumentation for simultaneously measuring pressures at multiple taps; time-domain analysis methods for estimating directional dynamic effects; creation of large simulated extreme directional wind speed data sets; non-parametric methods for estimating mean recurrence intervals (MRIs) of Demand-to-Capacity Indexes (DCIs); and member sizing based on peak DCIs with specified MRIs. To implement these advances changes are needed in the traditional division of tasks between wind and structural engineers. Wind engineers should provide large sets of directional wind speeds, pressure coefficient time series, and estimates of uncertainties in wind speeds and pressure coefficients. Structural engineers should perform the dynamic analyses, estimates of MRIs of wind effects, sensitivity studies, and iterative sizing of structural members. The procedure is transparent, eliminates guesswork inherent in frequency domain methods and due to the lack of pressure measurements, and enables structural engineers to be in full control of the structural design for wind.
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.
Lou, Wenjuan;Bai, Hang;Huang, Mingfeng;Duan, Zhiyong;Bian, Rong
Wind and Structures
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v.31
no.2
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pp.165-183
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2020
The first step of performance-based design for transmission lines is the determination of wind fields as well as wind loads, which are largely depending on local wind climate and the surrounding terrain. Wind fields in a mountainous area are very different with that in a flat terrain. This paper firstly investigated both mean and fluctuating wind characteristics of a typical mountainous wind field by wind tunnel tests and computational fluid dynamics (CFD). The speedup effects of mean wind and specific turbulence properties, i.e., turbulence intensity, power spectral density (PSD) and coherence function, are highlighted. Then a hybrid simulation framework for generating three dimensional (3D) wind velocity field in the mountainous area was proposed by combining the CFD and proper orthogonal decomposition (POD) method given the properties of the target turbulence field. Finally, a practical 220 kV transmission line was employed to demonstrate the effectiveness of the proposed wind field generation framework and its role in the performance-based design. It was found that the terrain-induce turbulence effects dominate the performance-based structural design of transmission lines running through the mountainous area.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.27
no.6
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pp.321-327
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2015
This study presents an HFC152a refrigerant air conditioner as an alternative to HFC134a, which is currently used in mobile air conditioning systems. Cool-down performance tests of an HFC152a air conditioning system were conducted and compared to a baseline HFC134a air conditioner. The experimental set-up consisted of a belt-driven compressor, a sub-cooled type condenser, an evaporator, and a block-type thermal expansion valve (TXV). A drop-in test was carried out on the mobile air conditioning system under various vehicle running speeds in a climate-controlled wind tunnel (CWT). Additionally, to optimize the HFC152a air conditioning system, the effects of the TXVs on the performance were studied. The results show that compared to the HFC134a air conditioning system, the refrigerant charge quantity was reduced by approximately 20%, the discharge pressure was reduced by about 350~430 kPa, and the air discharge temperature at vehicle running conditions was $0.5{\sim}1.5^{\circ}C$ lower. In addition, good compressor durability was expected due to the lower compression ratio.
The paper describes the work of the IAWE Working Group WGF - Extreme Wind Prediction and Zoning, one of the international codification working groups set up in 2000. The topics covered are: the international database of extreme winds, quality assurance and data quality, averaging times, return periods, probability distributions and fitting methods, mixed wind climates, directionality effects, the influence of orography, rare events and simulation methods, long-term climate change, and zoning and mapping. Recommendations are given to promote the future alignment of international codes and standards for wind loading.
The study of how buildings affect wind flow is an important part of the research being conducted on urban climate and urban air quality. NJU-UCFM, a standard $k-{\varepsilon}$ turbulence closure model, is presented and is used to simulate how the following affect wind flow characteristics: (1) an isolated building, (2) urban canyons, (3) an irregular shaped building cluster, and (4) a real urban neighborhood. The numerical results are compared with previous researchers' results and with wind tunnel experiment results. It is demonstrated that the geometries and the distribution of urban buildings affect airflow greatly, and some examples of this include a changing of the vortices behind buildings and a "channeling effect". Although the mean air flows are well simulated by the standard $k-{\varepsilon}$ models, it is important to pay attention to certain discrepancies when results from the standard $k-{\varepsilon}$ models are used in design or policy decisions: The standard $k-{\varepsilon}$ model may overestimate the turbulence energy near the frontal side of buildings, may underestimate the range of high turbulence energy in urban areas, and may omit some important information (such as the reverse air flows above the building roofs). In ideal inflow conditions, the effects of the heights of buildings may be underestimated, when compared with field observations.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.37
no.1
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pp.59-65
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2013
In this study, the effects of the compressor for the air conditioning system on the fuel economy were experimentally investigated in an actual automobile. This study aims to analyze the level of contribution of the driving torque of the compressor to the fuel economy. A torque sensor, which is directly set on the clutch of the compressor, is developed to obtain data about the compressor load, which influences the fuel efficiency, and then, the reliability of the torque sensor is verified by comparing the results with those of a torque meter in a bench test. An actual automobile equipped with the compressor and torque sensor is operated in a climate wind tunnel in which appropriate facilities are set up to evaluate the fuel efficiency. The compressor driving torque resulting from the difference in the compressor displacement is found to influence the fuel economy, and the fuel economy is found to be worsened by up to 2~3% with an around 11% increase in the compressor displacement under the same conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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