• 대한조선학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.74-82
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• 2007

Recently, the erosion due to cavitation frequently occurs on a horn-type rudder of a high-speed large container carrier. It is necessary to understand the flow characteristics around a rudder in fully wetted and cavitating flow condition, and the process of generation and collapse of cavitation for a rudder design to minimize the cavity-induced erosion. The flow characteristics around a two-dimensional hydrofoil(NACA66) are investigated through the computational method utilizing a viscous flow theory applied to a cavitation model. The computational results from the viscous flow theory are verified by the comparison with the experimental results, and are compared with those from the potential flow theory. The effects of angle of attack, Reynolds number, cavitation number, and thickness ratio on the cavitating flow are also investigated.

• Wind and Structures
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• 제34권1호
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• pp.101-113
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• 2022

We experimentally investigate the high-Reynolds flow around a rectangular cylinder of aspect ratio 5:1. This configuration is the object of the international BARC benchmark. Wind tunnel tests have been carried out for the flow at zero angle of attack and a Reynolds number, based on the crossflow cylinder length and on the freestream velocity, equal, to 40 000. Velocity measurements are obtained by using hot-wire anemometry along 50 different cross-flow traverses on the cylinder side and in the near wake. Differential pressure measurements are acquired on multiple streamwise sections of the model. The obtained measurements are in a good agreement with the state-of-the-art experiments. For the first time among the several contributions to the BARC benchmark, detailed flow measurements are acquired in the region near the cylinder side and in the near-wake flow. The edges and the thickness of the shear layers detaching from the upstream edges are derived from velocity measurements. Furthermore, we compute the flow frequencies characterizing the roll-up of the shear layers, the evolution of vortical structures near the cylinder side and the vortex shedding in the wake.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.383-384
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• 2010

선박의 제어판은 전진 또는 후진시 조종성능을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 단동타의 성능평가를 위하여 $Re=2.0\times10^4$ 에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 모텔 주위의 속도장을 계측하였다. 특히 전진시 영각 10도와 20도 사이에서 발생하는 박리영역을 후진시에 나타나는 영향을 평가하였다. 단동타의 형상은 NACA0018을 사용하여 자유유동이 역 방향으로 위치하여 후진시의 효과를 알아본 결과 박리 영역은 전방과 비슷한 영각에서 발생함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.161-169
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• 2017

터빈 블레이드의 내부냉각 설계 강화를 위해 설치된 경사요철과 가이드 베인에 대한 연구를 진행하였다. 채널의 입구로 들어오는 공기와 요철이 만나는 각도를 기준으로, 서로 상반된 두 가지 요철배열을 전연면과 후연면에 평행하게 배치하였다. 채널의 종횡비(AR)는 5:1이고, 요철의 각도는 $60^{\circ}$, 요철의 높이와 요철간 간격 비($e/D_h$)는 0.075이다. 레이놀즈 수는 10,000으로 고정하였다. 요철배열에 따른 2차 유동과 딘 와류의 상호작용이 곡관부와 전체 채널의 열전달 결과와 유동특성에 어떠한 영향을 미치는지 확인할 수 있었다. 결론적으로 첫 번째 유로의 요철배열이 팁 면의 열전달 분포에 지배적인 요인이며, 곡관부에서 유동의 분포에도 영향을 미쳤다. 또한 U자 형상 가이드 베인을 사용하였을 때 모든 요철에서 팁 면의 열전달 값이 상승하였으며, 특히 공기와 요철의 충돌각도가 양의각도일 때 가장 높은 냉각성능계수를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1533-1539
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• 2013

본 논문에서는 층류 및 난류 유동 특성 중 경계층 두께와 배제 두께, 그리고 모멘텀 두께에 대한 기존의 이론값과 실제 CFD 해석을 통한 수치해석의 데이터를 비교하였다. Freestream velocity는 Reynolds 수에 영향을 주게 되고, airfoil 주변에서의 유동의 층류 및 난류에 영향을 주게 된다. 층류 및 난류의 경우 유동특성이 달라 경계층 두께 및 배제두께, 그리고 모멘텀 두께가 달라지게 되고, 결국 airfoil의 공력특성인 양력과 항력, 그리고 pitching moment에 영향을 주며, separation point도 다양한 angle of attack에서 바뀌게 된다. 이번 연구에서의 목적은 비점성 유동과, 층류 및 난류 각 경우에 대한 유동특성에 대해 알아보는 것이다. 연구에서 사용된 airfoil의 경우 c=1인 Joukowski airfoil을 사용하였으며, CFD는 상용 프로그램인 Fluent 6.0을 통해 NACA-0012 airfoil을 사용하였다. 층류 및 난류에서의 $Re_c$는 $Re_c$=3,000, 700,000이며 각각에 해당하는 속도는 0.045, 10 m/s이다. 본 연구를 통해 기존의 실험값과 수치해석의 결과가 잘 일치함을 알 수 있으며, 이를 통해 다양한 airfoil의 형상을 모델링할 수 있는 근거를 마련하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.61-71
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• 1997

본 연구에서는 일정속도로 자유수면상을 항주하는 수중익쌍동선의 저항성능을 모형시험 및 수치계산에 의하여 해석하였다. 대상선형은 Wigley선형을 변형한 비대칭형 트랜섬(transom) 선미의 단동체(demihull)를 갖는 수중익쌍동선으로서 전진속도 Fn = 0.2 ~ 1.0의 범위 및 수중익의 입사각도를 $0.0^{\circ}$에서 $3.0^{\circ}$까지 변화시켜 가며 실험과 계산을 수행하였다. 실험은 인하대학교의 선형시험수조에서 수행되었으며, 수치계산은 유한차분법(Finite Difference Method)에 의하여 수행되었다. 모형시험 및 수치계산결과는 포일(foil)을 부착하지 않았을 때의 결과와 비교, 검토되었다. 수치계산결과와 실험결과는 정성적으로 일치함을 보였으며, 포일의 형태와 각도에 따라 항주자세와 저항성능의 변화를 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.45-49
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• 2006

물분사장치가 부착된 NACA-0021 익 주변의 흐름을 입자영상유속계를 이용하여 고찰하였다. $R_w=6.0261{\times}10^4$에서 영각(a)을 $0^{\circ}{\sim}35^{\circ}$로 변화시켜가며, 물분사 속도를 0[m/s], 9.2[m/s]의 2가지로 조절한 결과 익 후류영역에서는 박리 후 비정상적인(unsteady) 재순환 ${\cdot}$ 재부착 영역이 형성되었으며, 박리영역의 폭이 콴다 효과(Coanda effect)를 갖는 물분사로 인하여 최대 1/3만큼 감소하는 경향을 확인하였다. ?Nㄴ사가 없는 조건에서의 박리는 영각(a) $17^{\circ}{\sim}18^{\circ}$ 부근에서 시작되는 것이 관측되었으나, 물분사를 시켰을 경우 $20^{\circ}{\sim}21^{\circ}$에서 박리가 시작되는 것을 유동관측을 통해 알 수 있었다. 유동계측을 통해 익의 후연부(trailing edge)에서 생성되었던 와(vortex, eddy)가 물제트분사로 인해 소멸되는 것을 알 수 있었고, 영각이 작고 물분사 유속이 빠를수록 박리영역의 감소가 더욱 가속화됨을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.94-103
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• 1993

NACA0020 단면을 갖는 타원형 날개끝에서 발생되어 전개되는 Tip Vortex를 연구하기 위하여 날개표면과 후류에서의 유동특성을 조사하였다. 날개표면 유동은 Tufts법과 캐비테이션 관찰로 분석되었으며 날개표면 압력계측으로 유동가시화 결과를 보완하였다. 연구결과 강력한 스팬방향 압력구배가 Tip Vortex 생성에 결정적 영향을 줌과 아울러 날개 양쪽면에서의 유동이 공히 보오텍스의 생성에 기여함을 알 수 있었다. 한편, 자세한 Tip Vortex의 구조를 보기위하여 캐비테이션 관찰, Laser Sheet 기법에 의한 보오텍스 단면가시화 및 유속계측이 실시되었는데 보오텍스의 형상과 강도는 날개의 받음각에 지배되어 나타났다. 날개끝 유동의 전반적인 특성은 비점성유동 가정하에서 사용되는 보오텍스 모델링을 보완할 목적으로 분석되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권5호
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• pp.713-721
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• 2001

Characteristics of the conical vortices on the roof corner of a rectangular prism have been investigated by using a PIV(Particle Image Velocimetry) technique. The Reynolds number based on the free stream velocity and the height of the model was 5.3$\times$10$^3$. The mean, instantaneous velocity vector fields, vorticity fields, and turbulent kinetic energy distribution were measured for two different angles of attack, 30$^{\circ}$and 45$^{\circ}$. The PIV measurements clearly observed not only the conical main vortex and the secondary vortex but also the tertiary vortex which is firstly reported in this paper. Asymmetric formation of the corner vortex for the case of 30$^{\circ}$angle of attack produces relatively the high magnitude of vorticity and turbulent kinetic energy around the bigger vortex which generates the peak suction pressure on the roof. Fairly symmetric features of the roof vortex are observed in the case of 45$^{\circ}$angle of attack, however, the dynamic characteristics are proved to be asymmetric due to the rectangular shape of the roof.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.46-52
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• 2010

In the present work, the aerodynamic characteristics of elliptic airfoils which have a 12% thickness ratio are numerically investigated based on Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and a transition SST model at a Reynolds number 8.0$\times$105. The numerical simulation of a synthetic jet actuator which is a well-known zero-net-mass active flow control actuator located at x/c = 0.00025, was performed to control massive flow separation around the leading edge of the elliptic airfoils. Four cases of non-dimensional frequencies were simulated at an angle of attack of 12 degree. It is found that the size of the vortex induced by synthetic jets was getting smaller as the jet frequency becomes higher. Comparison of the location of synthetic jets between x/c = 0.00025 (around the leading edge) and x/c = 0.9 (near the separation) shows that the control near the leading edge induces closed recirculation flow regions caused by the interaction of the synthetic jet with the external flow, but the control applied at 0.9c (near the trailing edge) induces a very small and weak vortex which quickly decays due to weak intensity.