• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1417-1426
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• 2001

Turbulent flow characteristics in the near wake of a square cylinder have been studied experimentally by using a Digital PIV method. Experiments are performed at the Reynolds numbers of 1600 and 3900 based on the free-stream velocity and the square height. The ensemble averaged turbulence statistics are acquired from 2030 realizations of instantaneous fluctuating velocity field after the conventional Reynolds decomposition. The differences in turbulent intensity and Reynolds shear stress profiles fur both oases indicate that the effect of Reynolds number seems to be descernible mainly due to the occurrence of transition in the separated shear layer. Because of the periodic nature of vortex shedding process, transverse velocity fluctuations contribute dominantly , to turbulent kinetic energy distribution. A comparison with previous LDV data obtained at much higher Reynolds number shows a fairly good agreement each other. It turns out that the effect of Reynolds number diminishes as increasing Reynolds number, which is a well-known feature of a sharp-edged bluff body wake. The streamwise variation of turbulence intensities are compared with those from a circular cylinder along the centerline at the same Reynolds number. The overall magnitudes and the decay rates of turbulence intensities are quite similar, but some differences are noticeble especially in the transverse intensity variation.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1518-1528
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• 1993

본 연구는 단일 원주의 와여기 진동특성에 관한 연구의 연속연구로서 풍동내 에 직렬로 배열된 두 원주의 직교유동에 의한 두 가지 경우의 동적 거동을 조사하였다. 첫째는 상류측 탄성지지 원주의 후류내에 가깝게 놓여진 하류측 고정원주의 간섭에 의한 상류측 원주의 진동(proximity-induced vibration)이며, 둘째는 상류측의 고정원 주의 후류내에 가깝게 놓여진 하류측 탄성지지 원주의 공기역학적 진동(wake-induced vibration)이다. 본 연구의 목적으로 직렬로 배열된 동일 직경의 두 원주에 있어서 어느 한 쪽의 원주가 탄성지지가 되어 있을 경우, 두 원주사이의 간격과 유속변화에 따른 와여기 진동과 유력탄성 불안정 진동의 진동특성 및 후류내에서의 와유출 특성을 명확히 하기 위해 실험적으로 조사, 연구하였다.

• 대한조선학회지
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• 제22권2호
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• pp.35-48
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• 1985

The present work develops a method of evaluating thrust deduction and wake for different loads of the propeller using the concerted application of the theoretical tools and experimental techniques. It also shows the applicability of the new method to the design of optimum hull form. Firstly, the problem of hull-propeller interaction was analyzed in terms of inviscid as well as viscous components of the thrust deduction and wake. The wavemaking resistance of a hull and propeller were mathematically represented by sources on the hull surface and sink on the propeller plane, respectively. The strength of sink was determined by utilizing the radial distributions of propeller load and nominal wake. The resistance increment due to a propeller and the axial perturbation flow induced by the hull in the propeller plane were calculated. Especially, the inviscid component of the thrust deduction was calculated by subtraction the wavemaking resistance of a bare hull, the wavemaking resistance of a free-running propeller and the augmentation of propeller resistance due to hull action from the wavemaking resistance of the hull with a propeller. The viscous components of the thrust deduction and wake were estimated as functions of propeller load which were established by the propeller load varying test after deduction the calculated inviscid components. Secondly, an analysis method of powering performance was developed based on the potential theory and the propeller load varying test. The hybrid method estimates the thrust deduction, wake and propeller open-water efficiency for different propeller load. This method can be utilized in the analysis of powering performance for the propeller load variation such as the added resistance due to hull surface roughness, the added resistance due to wind, etc. Finally, the hybrid method was applied to the optimum design of hull form. A series of afterbody shapes was obtained by systematically varying the waterplane and section shapes of a parent afterbody without changing the principal dimensions, block coefficient and prismatic coefficient. From the comparison of the predicted results such as wavemaking resistance, thrust deduction, wake and delivered power, an optimum hull form was obtained. The delivered power of the optimized hull form was reduced by 5.7% which was confirmed by model tests. Also the predicted delivered power by the hybrid method shows fairly good agreement with the test result. It is therefore considered that the new analysis method of powering performance can be utilized as a practical tool for the design of optimum hull form as for the analysis of powering performance for the propeller load variation in the preliminary design stage.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권4호
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• pp.363-375
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• 2016

Large numbers of submarine pipelines are laid as the world now is attaching great importance to offshore oil exploitation. Free spanning of submarine pipelines may be caused by seabed unevenness, change of topology, artificial supports, etc. By combining Iwan's wake oscillator model with the differential equation which describes the vibration behavior of free-span submarine pipelines, the pipe-fluid coupling equation is developed and solved in order to study the effect of both internal and external fluid on the vibration behavior of free-span submarine pipelines. Through generalized integral transform technique (GITT), the governing equation describing the transverse displacement is transformed into a system of second-order ordinary differential equations (ODEs) in temporal variable, eliminating the spatial variable. The MATHEMATICA built-in function NDSolve is then used to numerically solve the transformed ODE system. The good convergence of the eigenfunction expansions proved that this method is applicable for predicting the dynamic response of free-span pipelines subjected to both internal flow and external current.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권12호
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• pp.1-8
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• 2006

진동하는 에어포일의 후류에 미치는 레이놀즈수의 영향을 조사하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. NACA 0012 에어포일은 1/4 시위를 기준으로 피칭운동을 하고, $\pm$6$^{\circ}$ 내에서 진동하도록 설정하였다. 진동하는 에어포일에서 후류를 측정하기 위하여 2축 열선풍속계가 사용되었고 연선 가시화 기법이 경계층을 관찰하기 위하여 사용되었다. 실험조건에서 자유흐름속도는 1.98, 2.83 그리고 4.03 m/s이며, 이를 근거로 한 레이놀즈수는 각각 $2.3{\times}10^4$, 3.3${\times}10^4$, 4.8${\times}10^4$이다. 모든 경우에 에어포일 진동수는 무차원 진동수 K=0.1에 맞게 조절되었다. 실험 결과, 피칭하는 에어포일의 경계층 및 후류 유동 특성은 레이놀즈수 2.3$\times$104, 3.3$\times$104 사이에서 크게 다르게 나타나며, 레이놀즈수 3.3${\times}10^4$와 4.8${\times}10^4$에서 유사하게 나타난다. 이것은 레이놀즈수 2.3$\times$104에서 비정상 분리가 크게 지연되기 때문이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권7호
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• pp.469-478
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• 2019

수직이착륙기(VTOL) 및 도심 항공 모빌리티와 같은 멀티로터형 비행체는 높은 기동성을 바탕으로 오늘날 널리 활용되고 있다. 멀티로터는 다수의 로터로 구성되어 후류 상호작용이 활발히 발생하고, 이로 인해 멀티로터의 공기역학 및 공력음향학적 특성이 단일 로터와 큰 차이를 보인다. 본 연구에서는 자유 후류 격자 기법 해석자를 활용하여 멀티로터의 후류 상호작용 효과를 규명하고자 하였다. 다양한 비행체와 운용조건의 비교를 위하여, 제자리 비행에서 로터 간격에 따른 효과와 전진 비행에서 전진비 및 전진 방향에 따른 효과를 확인하였다. 제자리 비행 시 후류 및 로터 사이의 상호작용으로 비정상 하중이 발생하였으며, 로터 사이 간격이 줄어들수록 하중 변화폭이 증가하였다. 이는 비정상 하중 소음을 발생시키고 소음 지향성에 변화를 가져온다. 전진 비행 시, 비행 방향에 따라서 비정상 하중 및 소음 특성에서 차이를 보인다. 단일 로터 해석 결과와 비교하였을 때, 멀티로터의 각각의 로터는 상대적 위치에 따라서 하중 소음의 크기와 지향성이 다르다. 결론적으로 후류 상호작용 효과에 대한 분석은 다양한 멀티로터 형상과 운용조건의 공력 및 공력소음 해석에 필수적이다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.126-131
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• 2004

The interaction between the hypersonic free stream and the side jet flow at high altitudes is investigated by direct simulation Monte Carlo(DSMC) method. Since there is a great difference in density between the free stream and the side jet flow, the weighting factor technique which could control the number of simulation particles, is applied to calculate these two flows simultaneously. Chemical reactions are not considered in the calculation. For validation, the corner flow passing between a pair of plates that are perpendicularly attached is solved. The side jet flow is then injected into this comer flow and solution is found for the merged flow. Results are compared with the experiments. For a more realistic rocket model, the flow past a blunted cone cylinder shape is solved. The leeward or windward jet injection is merged with this flow. The effect on the rocket surface is observed at various flow angles. The lambda effect and the wake structure are found like low attitudes. High interaction between the free stream and the side jet flow is observed when the side jet is injected in the windward direction.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권4호
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• pp.352-359
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• 2012

본 연구에서는 트랜섬 선미 후류 난류유동 특성을 알아보기 위하여 Re = $3.5{\times}10^3$ 및 Re = $7.0{\times}10^3$에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 적용하여 실험을 수행하였다. 트랜섬 선미의 형상은 선저와 트랜섬이 이루는 각을 기준으로 $45^{\circ}$(모델 A), $90^{\circ}$(모델 B) 및 $135^{\circ}$(모델 C)로 구분하여 적용하였다. 모델의 침수깊이는 40 mm로 자유수면과 접하도록 설치하였다. 난류유동을 평균하여 난류강도, 레이놀즈 응력, 난류운동에너지에 대한 통계적 유동정보를 제공하였다. 난류강도는 자유수면과 모델의 하부 박리유동과의 상호작용으로 강하게 작용하며, 레이놀즈 응력과 난류운동에너지는 모델 C형(Raked transom)에서 낮은 분포가 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권2호
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• pp.124-129
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• 2007

동 연구에서는 전진비행하는 로터의 평균 유입류 예측기법 중 Drees 선형모델, 몇가지 변형된 형태의 Mangler & Squire 모델을 서로 비교하여 각 유입류 모델의 특성을 알아내고, KARI 자체 자유후류기법 코드의 해석결과를 함께 비교하여 각 유입류 예측기법의 특성을 파악하였다. 각 예측기법의 비교를 위해 유입류 실험치가 존재하는 로터에 대하여 전진비 0.15, 0.23 및 0.30의 3가지 비행조건을 적용하여 예측한 결과를 비교 분석하였다. Drees 모델의 경우 비교적 실험치에 근접하게 예측하나, 선형모델의 한계로 인해 유입류의 비균일성을 모델링하기에는 미흡하며, Mangler & Squire 모델은 끝단을 제외하고는 비교적 실험치에 근접하게 예측함을 알 수 있었으며, KARI의 자유후류기법은 유입류의 비균일성을 매우 잘 예측하나, 동체에 의한 올려흐름 효과, 후퇴부에서의 동적실속 효과 등의 추가 고려가 필요함을 알 수 있었다.

• Journal of Hydrospace Technology
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• 제2권2호
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• pp.36-43
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• 1996

In this work, a panel method is described, which cart solve the flow field round a surface-piercing body that experiences lift and wave resistance. As the body boundary condition, a Dirichlet type is employed, and as the free surface boundary condition the Poisson type is implemented, while in its discretization Dawson's 4-point upwind difference scheme is utilized, and as the Kutta condition a Morino-Kuo type is chosen. As to the type of singularity, source panels are distributed on the free surface, and source and dipole panels on the body surface, and dipole panels on the wake surface. For a sample run, a catamaran of the parabolic Wigley hull is chosen, for which experimental data are available, and the predictions by the numerical means and by the experiment are compared for a wide range of parameters.