• 한국연소학회지
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• 제23권1호
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• pp.13-20
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• 2018

Transverse acoustic mode in annular combustion chambers affects air-fuel mixing characteristics in the nozzle and can result in heat release fluctuations in the combustor. In addition, the acoustic mode coupling between the nozzle and the combustion chamber is one of the key parameters determining combustion instability phenomenon in the annular combustor. In this study, acoustic coupling between the nozzle and annular combustor was numerically analyzed using 3D-based in house FEM code. As a result, it was found that the acoustic mode inside the combustion chamber at anti-node locations of the transverse mode was strongly influenced by the nozzle inlet boundary conditions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권1호
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• pp.95-102
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• 2005

Acoustic behavior in gas turbine combustor with acoustic resonator is investigated numerically by adopting linear acoustic analysis. Helmholtz-type resonator is employed as acoustic resonator to suppress acoustic instability passively. The tuning frequency of acoustic resonator is adjusted by varying its length. Through harmonic analysis, acoustic-pressure responses of chamber to acoustic excitation are obtained and the resonant acoustic modes are identified. Acoustic damping effect of acoustic resonator is quantified by damping factor. As the tuning frequency of acoustic resonator approaches the target frequency of the resonant mode to be suppressed. mode split from the original resonant mode to lower and upper modes appears and thereby complex patterns of acoustic responses show up. Considering mode split and damping effect as a function of tuning frequency, it is desirable to make acoustic resonator tuned to broad-band frequencies near the maximum frequency of those of the possible upper modes.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권3호
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• pp.209-229
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• 2001

옥계항 내외의 5개 정점에서 부이형 파향·파고계와 수압식 파고계를 사용하여 연속관측한 장·단주기파의 장기간 자료를 분석하여 옥계항 주변 해역에서의 장주기파 에너지의 공간적, 시간적 분포를 검토하였다. 장주기파 자료 분석에 일정평활화법, 점증평활화법 및 이동평균평활화법을 적용하여 각각의 장·단점을 검토한 결과 해당 항만의 제1 공진 모드의 주기와 사용하는 자료의 길이에 따라 적절한 에너지 평활화 방법을 사용해야 함을 보였다. 장기간 자료와 2일 길이의 자료들의 분석 결과를 비교하여 평상시와 폭풍시를 구분하여 해석하는 것이 타당함을 보였다. 한편, 관측 자료의 종합적인 분석 결과 옥계항의 Helmholtz 공진 주기는 약 9.6분(상대진폭비 9∼10)으로 제시되었으며 저중력파 주기대의 주기 1.2∼1.3분과 0.7분의 국부 부진동이 매우 뚜렷하게 나타났다. 그리고, 평상시 자료에서는 항입구와 항내 정점에서 주기 9분 이상에서의 에너지가 저중력파 주기대의 에너지에 비해 100배 이상으로 매우 크게 나타났지만, 폭풍시에는 주파수 대폭에 무관하게 에너지가 크게 나타났으며, 특히 항내에서는 국부 부진동의 에너지가 평상시에 비해 최소 100배 이상으로 제시되었다. 마지막으로 항내에서는 Helmholtz 공진 모드와 주기 1∼2분의 저중력파 에너지가 폭풍파고의 크기에 비례하는 것으로 나타났다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권1호
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• pp.36-41
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• 2022

In this study, the combustion instability characteristics according to the change in the hydrogen ratio in the fuel in the single nozzle system of the hydrogen-natural gas mixed gas turbine for power generation was analyzed using a three-dimensional finite element analysis-based Helmholtz solver. This combustor shows the instability characteristics in which mode transition occurs from a mode having a low amplitude near 70 Hz to a mode having a high amplitude of 250 Hz or higher as the hydrogen fraction in the fuel increases. The current modeling results are found to reasonably predict the main characteristics of the change in measured instability frequency and growth rate with the change in fuel composition.

• 전기의세계
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• 제29권4호
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• pp.256-259
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• 1980

A singular pertubation theory is applied to obtain an approximate solution for suboptimal control of nuclear reactors with spatially distributed parameters. The inverse of the neutron velocity is regarded as a small perturbing parameter, and the model, adopted for simplicity, is a cylindrically symmetrical reactor whose dynamics are described by the one group diffusion equation with one delayed neutron group. The Helmholtz mode expansion is used for the application of the optimal theory for lumped parameter systems to the spatially distributed parameter systems. An asymptotic expansion of the feedback gain matrix is obtained with construction of the boundary layer correction up to the first order.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• pp.84-87
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• 1998

본 연구에서는 음향학에서 음파를 제어하는데 주로 이용되는 헤름홀츠 공명장치의 원리를 방파제에 응용하였다. 외해에서 발생된 입사파는 Fig.1에 보여진 입구를 가진 공명 구조물(Resonant Structure)을 만나면 에너지 일부는 입구를 통하여 방사(Radiate)되며 또 일부 에너지는 입구를 통하여 공명 구조물 안으로 방사된다. 공명 구조물 안으로 들어온 파의 주파수와 공명 구조물의 고유 주파수(Natural Frequency)들 중 첫 번째 공진 모드(Resonance Mode)의 주파수가 일치되면 구조물 내부에서의 파는 크게 증폭된다. (중략)

• Wind and Structures
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• 제37권3호
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• pp.191-209
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• 2023

This work investigates the subcritical free-shear prism wake at Re=22,000 by the Koopman analysis using the Dynamic Mode Decomposition (DMD) algorithm. The Koopman model linearized nonlinearities in the stochastic, homogeneous anisotropic turbulent wake, generating temporally orthogonal eigen tuples that carry meaningful, coherent structures. Phenomenological analysis of dominant modes revealed their physical interpretations: Mode 1 renders the mean-field dynamics, Modes 2 describes the roll-up of the Strouhal vortex, Mode 3 describes the Bloor-Gerrard vortex resulting from the Kelvin-Helmholtz instability inside shear layers, its superposition onto the Strouhal vortex, and the concurrent flow entrainment, Modes 6 and 10 describe the low-frequency shedding of turbulent separation bubbles (TSBs) and turbulence production, respectively, which contribute to the beating phenomenon in the lift time history and the flapping motion of shear layers, Modes 4, 5, 7, 8, and 9 are the relatively trivial harmonic excitations. This work demonstrates the Koopman analysis' ability to provide insights into free-shear flows. Its success in subcritical turbulence also serves as an excellent reference for applications in other nonlinear, stochastic systems.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제13권2E호
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• pp.83-91
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• 1994

쐐기형 영역에서 전파되는 음향파는 다음 3가지 성분으로 분류할 수 있다 : 직접 전달 경로에 의한 성분, 경계면으로 부터의 반사에 의한 상(image) 성분 그리고 정점에 의한 산란 성분, 2개의 평면으로 경계가 구성된 쐐기(또는 봉우리) 영역에서 점원에 의한 3차원적인 시간 조화 장(field)에 대한 Helmholtz 방정식의 새로운 해를 구하였으며, 그 해는 위의 3가지 성분을 모두 내포하고 있다. 이 해는 정상모우드 들의 무한 급수로 이루어졌으며 각 모우드 계수는 Gegenbauer polynomial을 포함하는 유한적분으로 주어진다. 위의 해석해를 사용하여 봉우리 영역에서 음파의 분포를 계산하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권1호
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• pp.24-33
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• 2020

본 연구에서는 액체로켓엔진용 동축 와류형 분사기의 연소불안정 특성을 파악하기 위해 기체 추진제를 이용한 모델 연소실험을 수행하였다. 연소실 공진 주파수와 분사기 혼합조건의 영향을 알아보고자, 연소실 길이, 분사기, 리세스 길이, 추진제 혼합비를 변경하면서 연소실 압력섭동을 측정하였다. 실험 결과, 각 실험조건에 따른 압력섭동 변화를 확인하였으며 안정성 매핑을 통해 연소안정성을 평가하였다. 그리고 연소실 길이와 리세스 길이 변화에 따라 종방향 모드 및 켈빈-헬름홀츠 불안정이 발생함을 발견하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.8-18
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• 2002

본 논문에서는 밑이 뚫린 원통형 진동수주 파력발전장치에 의한 파 에너지 흡수효율을 살펴보았다. 경계치 문제는 공기실내의 변동압력이 없을 때 입사파에 의한 산란문제와 공기실 내부의 변동압력에 의한 방사문제로 나누어진다. 공기실 내에서 공기 흐름에 대한 연속방정식을 적용하여 변동압력을 구하였다. 이로부터 진동수주 파력발전장치가 흡수한 시간평균 마력과 에너지 취득 폭을 구하였다. 수치계산에서는 원통형 공기실의 반지름과 잠긴 깊이 그리고 입사파의 주파수를 바꿔가면서 공기실 내부의 유량 변화와 에너지 취득 폭을 살펴보았다. 수학적으로 구한 최적의 터빈 상수를 대입하며 구한 에너지 취득 폭의 최대값은 원통형 공기실의 공진 모드 중에서 첫 번째 공진 모드인 Helmholtz모드에서 나타난다. 따라서 효율적인 파력발전장치를 제작하기 위해서는 설치될 해역의 파의 주파수와 공기실의 고유주파수가 일치되도록 공기실의 형상을 설계하여야 한다.