• 한국항해항만학회지
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• 제35권10호
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• pp.805-810
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• 2011

트랜섬 선미 형상변화에 따른 후류 유동특성을 알아보기 위해 $Re=3.5{\times}103$ 및 $Re=7.0{\times}103$에서 수면하부 유동을 계측하였다. 선미형상변화에 따른 유동장 계측을 위해 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 분석하였다. 선미형상은 실선조사 결과를 바탕으로 선저와 이루는 각을 각각 $45^{\circ}$(모델 A), $90^{\circ}$(모델 B) 및 $135^{\circ}$(모델 C)를 실험에 적용하였다. 모델의 선미 침수면의 깊이는 자유 수면으로부터 40mm를 기초하였다. 레이놀즈수가 증가함에 따라, 와의 규모가 증가하고 하류로 길게 형성되는 경향을 나타냈다.

• 한국진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.189-194
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• 2008

플라즈마 진단법 중 손쉽고 구동이 용이한 장점으로 인해 범용 플라즈마 진단 장치로 사용되는 랑뮤어 (Langmuir) 탐침법은 탐침이 직접 플라즈마 내에 삽입됨으로써 플라즈마를 간섭하기 때문에 플라즈마 고유의 특성을 변형시키는 약점이 있다. 본 연구에서는 대기압 아르곤 자유 연소 아크 (free-burning arc)에 삽입된 랑뮤어 탐침에 의한 교란 영향을 고찰하기 위하여 탐침 유무에 따른 열플라즈마 상태를 수치계산 하였고, 온도장과 속도장이 왜곡된 정도를 비교 분석하였다. 열플라즈마를 모델링하기 위하여 열유동장과 전자기장에 관한 두 종류의 지배방정식을 상용 CFD 프로그램과 자체 제작한 서브루틴을 이용하여 연계 계산하였다. 삽입된 탐침에 의해 열플라즈마 온도장은 탐침의 앞뒤에서 모두 플라즈마 축의 수직 방향으로 큰 변화를 나타내는 열적 교란이 발생되었다. 속도장에서는 탐침 선단의 정체 영역과 후단 후류 영역에서 유동 교란이 발생되었으며, 삽입 된 탐침의 영향이 국부적인 것이 아닌 플라즈마 유동장 대부분 영역에 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 따라서 탐침법의 신뢰성을 높이기 위해서는 탐침 삽입에 의한 플라즈마의 열유체역학적 교란을 고려해야 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권5호
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• pp.40-46
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• 2012

본 연구에서는 자유표면 유동문제를 효율적으로 계산하기 위한 방법으로서, 수치 파수조를 구현하여 잠수체에 의한 조파현상을 시간영역에서 다룰 수 있는 수치해법에 대하여 소개하였다. 그리고 이를 이용하여 수행된 연구내용들을 검토하고 양력물체의 경우를 포함하기 위하여 개선된 수학적 정식화 및 수치해법의 개요를 다루었다. 임의의 운동을 하는 양력물체에 의한 조파현상을 전산기로 구현하는 수치 파수조는 과중한 계산시간이 문제가 되는데, 이는 수치 Kutta 조건의 구현과 양력표면 후방의 wake 영역을 계산에서 고려해야 하기 때문이다. 따라서 한층 더 수치계산의 효율성이 중요하다고 판단되므로, 본 연구에서 소개된 3차원 고차 스펙트럴/경계요소법(High-Order Spectral/Boundary Element Method)은 자유표면 요소수를 N이라 할 때 그 계산량이 NlogN에 비례(N이 클 때는 거의 선형적으로 비례)하여 증가하므로 기존의 방법들 보다 매우 효율적인 수치해법이라 할 수 있다. 향후, 본 연구의 타당성 검증을 위한 수치코드의 개선과 여러 가지 수치계산결과 비교 등의 노력이 더 필요하다고 생각된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.178-189
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• 1989

본 연구에서는 우선 승용차의 1/10 모형의 형상을 더욱 단순화시킨 2차원 자동차형 물체를 대상으로 하여 그 주위의 압력, 속도 및 난류량의 분포를 측정하고, 또한 울터프트(wool tuft)를 이용한 유동가시화법으로 후류구조를 파악함으로써 향후 계속될 실험적 및 수치해석적 연구의 기초를 마련하고자 한다.

• Wind and Structures
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• 제9권1호
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• pp.1-22
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• 2006

The response characteristics and suppression of flow-induced vibrations of rectangular prisms with various width-to-depth ratios were experimentally investigated. The prisms were rigid and elastically mounted at both ends to enable constrained torsional vibrations only. The present study focused on torsional vibrations, one of the three types of flow-induced vibrations generated in a rectangular prism. First, the response characteristics of torsional vibrations generated in rectangular prisms were investigated by free-vibration tests. It was found that the response characteristics of torsional vibrations generated in rectangular prisms could be classified into six patterns depending on the width-to-depth ratio. Next, the response characteristics of torsional vibrations observed in the free-vibration tests were reproduced by forced-vibration tests, and the mechanisms by which the three types of flow-induced vibrations, low-speed torsional flutter, vortex excitation and high-speed torsional flutter, are generated in the rectangular prisms were elucidated on the basis of characteristics of fluid forces and visualized flow patterns. Experiments were also carried out to establish an effective method for suppressing flow-induced vibrations generated in the rectangular prisms, and it was found that low-speed torsional flutter and high-speed torsional flutter could be suppressed by placing a small normal plate upstream of the prism, which results in suppression of the alternating rolling-up of the shear layers separating from the leading edges of the prism. It was also found that vortex excitation could be suppressed by placing a splitter plate downstream of the prism, which results in suppression of the generation of wake vortices.

• 한국추진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.97-104
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• 2005

많은 장점에도 불구하고 유동함수를 이용한 수치해석용 격자생성 좌표변환기법의 단점은 저속영역에서의 격자간격이 고속영역에 비해 상대적으로 큼에 따라 수치적 처리에 많은 오차를 내포하고 있다는 점이다. 본 연구에서는 이러한 저속영역에서의 단점을 보완하기 위하여 격자간격을 속도크기 및 영역에 따라 적절히 조절할 수 있도록 수학적으로 변형된 압축성 유동함수를 이용한 좌표변환기법을 제안하고 가스터빈엔진에 주로 적용되는 유동모델로서 동심원상 두개 이상의 난류제트혼합유동에 대해 적용하였으며 해당 실험치, 즉 축 방향 평균속도분포, 난류운동에너지, 그리고 난류전단응력분포와 비교하여 난류운동에너지가 약간 과소평가 된 대칭축을 제외한 혼합경계층 내에서 $3.5\%$ 이내의 신뢰성을 확보하였다. 본 기법은 특히 터보팬엔진에 대한 내부흐름들의 혼합유동을 규명하거나 또는 난류전단응력에 의한 제트소음발생 및 저감방법을 도모하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1-6
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• 2011

In this study, wind tunnel test were conducted to improve an aerodynamic performance of HEMU400X pantograph system with 4 types of pantograph housing models. Experimental models were 1/4 scaled pantograph system, 1/4 scaled ground plate which is scaled down to real roof shape of HEMU-400x, and 4 types of pantograph housing models. The free stream of wind tunnel were 20, 40, 60, 70m/s. The lift and drag forces were measured with 2-axis load cell. And, Total pressure were measured with rake in the wake region of panhead. In addition, Surface flow visualization by tufts were performed to know flow characteristics around pantograph housing. According to the results of force tests and surface visualizations, pantograph housing shape is important part because the shape affects to pantograph system. Therefore, it is considered that adaption of pantograph housing is more advantageous to decrease drag and acoustic noise.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권6호
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• pp.672-681
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• 2004

Direct numerical simulation was carried out to study the vortical structures of the flow around a wall-mounted cube in a channel at Re=1,000 and Re=3,500 based on cubic height and bulk mean velocity. The cubic obstacle is situated in the entrance region of the channel flow where the boundary layers are developing. Upstream of the obstacle, steady and unsteady laminar horseshoe vortex systems are observed at Re=1,000 and Re=3,500, respectively; the near-wake flow is turbulent in both cases. The flow separates at each leading sharp edge of the cube, and subsequent vortex roll-up is noticed in the corresponding free-shear layer. The vortex shedding from the upper leading edge (upper vortices) and that from the two lateral leading edges (lateral vortices) are both quasi-periodic and their frequencies are computed. The upper and lateral vortices further develop into hairpin and Λ vortices, respectively. A series of instantaneous contours of the second invariant of velocity gradient tensor helps us identify spatial and temporal behaviors of the vortices in detail. The results indicate that the length and time scales of the vortical structures at Re=3,500 are much shorter than those at Re:1,000. Correlations between the upper and lateral vortices are also reported.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.38-45
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• 2000

본 연구는 PIV 기법을 사용하여 쇄파와 몰수체의 상호작용에 의한 점성유동장의 변화를 가시화 함과 아울러 순간유동장을 해석하는데 목적을 두고 수행하였다. 몰수깊이의 변화에 따른 쇄파와 실린더의 상호작용은 S/D=1.5 정도에서 부터 감지되기 시작하여 몰수깊이가 얕아질수록 상호작용이 크게 발생하였으며 S/D=1.0 이하가 되면 쇄파로 인한 와류가 실린더로부터 유기되는 와류를 압도하여 실린더 후방의 전반적인 와도분포를 심하게 변형시킴을 알 수 있었다. 이로부터 PIV 기법은 와도분포 해석과 같은 비정상 보오텍스 유동장의 해석에 매우 유용한 방법임을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.99-109
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• 2000

본 연구에서는 대파고 파랑 중을 항해하는 선박의 슬래밍 충격에 대한 선체 전체의 동적 탄성응답 해석법을 개발하였다. 선체구조는 전단효과를 고려하는 박판보 유한요소이론을 활용하였으며, 선체 각 단면에 작용하는 유체력은 통상의 선형 운동체 이론에 덧붙여 물체 경계의 비선형성을 고려하여 추정하였다. 즉 매 순간 선체와 파 입자간의 접수 형상을 고려하는 비선형 유체력 추정법을 모멘텀 슬래밍 이론에 근거하여 정식화하였다. 개발된 해석법의 검증을 위해 V형 단면 선형과 S-175 선형 모델을 대상으로 수치해석을 수행하였다. 시간 영역에 있어 각 단면에서의 파면에 대한 상대 변위 성분과 속도 성분들을 계산하였으며, 선체 중앙 단면에서의 굽힘 모멘트 값의 시간이력을 검토하였다.