• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1979-1989
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• 1992

본 연구에서는 말굽와류에 대한 전반적인 사항을 고찰하는 한편, 실린더의 기 하학적 형상이 말굽와류에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하는 데 있다. 그러므로 본 실험에서는 먼저 경계층이 형성되어 있는 평판에 원형 실린더를 설치하여, 말굽와 류에 의한 3차원 유동현상을 고찰하고, 또한 동일한 평판에 쐐기형상의 실린더를 설치 하여, 그 주위에서 발생하는 3차원 유동현상과 원형 실린더 주위에서 일어나는 3차원 유동현상과의 정성적인 비교를 통하여, 말굽와류에 의한 3차원 유동손실을 줄일 수 있 는 가능성을 제시하고자 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.645-652
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• 1994

The leading edge of a turbine blade was simulated as a circular cylindrical surface. The effect of free-stream turbulence on the mass transfer upstream of the injectionhole has been investigated experimentally. The effects of injection location, blowing ratio on the Sherwood number distribution were examined as well. The mass transfer coefficients were measured by a naphthalene sublimation technique. The free-stream Reynolds number based on the cylinder diameter is 53,000. Other conditions investigated are: free-stream turbulence intensities of 3.9% and 8.0%, injection locations of $40^{\circ}$, $50^{\circ}$, and $60^{\circ}$ from the front stagnation point of the cylinder, and blowing ratios of 0.5 and 1.0. The role of the horseshoe vortex formed upstream edge of the injected jet is dicussed in detail. When the blowing ratio is unity, and the coolant jet is injected at $40^{\circ}$, the mass transfer upstream of the jet is not affected by the coolant jet at all. On the other hand, when the injection hole is located beyond $50^{\circ}$, the mass transfer upstream edge of the injection hole suddenly increases due to the formation of the horseshoe vortex, but it dereases as the free-stream turbulence intensity increases because the strength of the horseshoe vortex structure becomes weakened. The role of the horseshoe vortex is clearly evidenced by placing a rigid rod at the injection hole instead of issuing the jet. In the case of the rigid rod, the spanwise Sherwood number upstream of the injection hole is much larger due to the intense influence of the horseshoe vortex.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권2호
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• pp.49-56
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• 2003

Three-dimensional endwall flow within a linear cascade passage of high performance turbine blade is simulated with a 3-D Navier-Stokes CFD code (MOSA3D), which is based on body-fitted coordinate system, pressure-correction and finite volume method. The endwall flow characteristics, including the development and generation of horseshoe vortex, passage vortex, etc. are clearly simulated, consistent with the generally known tendency. The effects of both turbulence model and convective differencing scheme on the prediction performance of endwall flow are systematically analyzed in the present paper. The convective scheme is found to have stronger effect than the turbulence model on the prediction performance of endwall flow. The present simulation result also indicates that the suction leg of the horseshoe vortex continues on the suction side until it reaches the trailing edge.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권1호
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• pp.8-15
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• 2003

Three-dimensional endwall flow within a linear cascade passage of high performance turbine blade is simulated with a 3-D Wavier-Stokes CFD code (MOSA3D), which is based on body-fitted coordinate system, pressure-correction and finite volume method. The endwall flow characteristics, including the development and generation of horseshoe vortex, passage vortex, etc. are clearly simulated, consistent with the generally known tendency. The effects of both turbulence model and convective differencing scheme on the prediction performance of endwall flow are systematically analyzed in the present paper. The convective scheme is found to have stronger effect than the turbulence model on the prediction performance of endwall flow. The present simulation result also indicates that the suction leg of the horseshoe vortex continues on the suction side until it reaches the trailing edge.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.26-34
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• 2009

터빈 익렬 내에서 발생하는 2차유동손실은 터빈 동익 또는 정익렬에서 전체 공기역학적 손실의 30~50%차지하며, 터빈 효율 향상에 있어 개선해야 될 중요한 부분으로 인식되고 있으며, 과거부터 2차유동에 의한 손실을 줄이기 위한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 2차유동손실을 일으키는 요인 중의 하나인 말굽와류의 강도를 감쇄시키기 위해 일반적인 날개 앞전에 모서리 홈을 설치하였으며, 설치 홈의 높이 및 깊이 등의 형상 변수를 변화시켜가면서 말굽와류의 발생 영역 및 강도의 감쇄 특성 및 구조에 대해 상용코드인 $FLUENT^{TM}$를 이용하여 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 그리고 최상의 경우, 기준 모델의 경우보다 전압력 손실이 약 1.55% 감소함을 발견하였다.

• Wind and Structures
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• 제28권6호
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• pp.355-367
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• 2019

Control of horseshoe vortex in the circular cylinder-plate juncture using vortex generator (VG) was studied at $Re_D$(where D is the diameter of the cylinder) = $2.05{\times}10^5$. Impact of a number of parameters e.g., the shape of the VG's, number of VG pairs (n), spacing between the VG and the cylinder leading edge (L), lateral gap between the trailing edges of a VG pair (g), streamwise gap between two VG pairs ($S_{VG}$) and the spacing between the two VG's in parallel arrangement ($Z_{VG}$) etc. were investigated on the horseshoe vortex control. The study is conducted using surface oil flow visualization and surface pressure measurements in low speed wind tunnel. It is observed that all the parameters studied have significant control effect, either by reduction in separation region or by lowering the adverse pressure along the symmetric axis upstream of the juncture.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2625-2630
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• 2008

Horseshoe vortices are formed at the junction of an object immersed in fluid-flow and endwall plate as a result of three-dimensional boundary layer separation. This study shows preliminary results of the kinematics of such horseshoe vortices around a circular cylinder with a cavity (slot) placed upstream to disturb the primary separation line. Through the cavity, no mass flow addition (blowing) or reduction (suction) is applied. The upstream cavity weakens the adverse pressure gradient before the cavity. With the upstream cavity, a single vortex is found to form immediately upstream of the cylinder whereas a typical two vortex system is observed in the absence of the cavity. Furthermore, the strength of the single vortex tends to be reduced, resulting from the interaction with the separated flow convecting directly towards the leading edge of the cylinder.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권3호
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• pp.1-6
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• 2003

Three-dimensional endwall flow within a linear cascade passage of high performance turbine blade is simulated with a 3-D Wavier-Stokes CFD code (MOSA3D), which is based on body-fitted coordinate system, pressure-correction and finite volume method. the endwall flow characteristics, including the development and generation of horseshoe vortex, passage vortex, etc. are clearly simulated, consistent with the generally known tendency The effects of both turbulence model and convective differencing scheme on the Prediction performance of endwall flow are systematically analyzed in the present paper. The convective scheme is found to have stronger effect than the turbulence modei on the prediction performance of endwall flow. The present simulation result also indicates that the suction leg of the horseshoe vortex continues on the suction side until it reaches the trailing edge.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2B호
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• pp.169-175
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• 2008

교각 국부세굴에 있어서 세굴발생에 주요한 역할을 하는 마제형 와의 부정류적 특성을 수리실험을 통해 규명하였다. 이를 통해 교각 전면에서 발생하는 유사이송에 관한 물리적 이해를 도모하고자 하였다. 본 연구에서 kaolin 점토를 이용한 흐름의 가시화를 통하여 마제형와의 부정류적 특성을 관찰하였고, 음파 도플러 유속계(ADV)를 이용하여 유속과 난류 특성을 측정하였다. 교각 전면부 상류방향 한 지점에 대해서 세굴 발생 전과 평형세굴심 도달 후의 유속 및 난류 성분을 측정하여 비교 해석하였다. 세굴 발생전 바닥 전단응력이 평형 세굴심 도달 후의 값보다 4배정도 크게 나타났는데, 이는 마제형와의 부정류적 거동이 세굴공을 형성하는 초기 단계에 주요한 역할을 하는 것임을 말해 준다. 그러므로, 본 연구를 통하여 속도 변동 성분의 이정 분포는 마제형 와의 중요한 특성 중의 하나임을 알게 되었고, 이러한 마제형 와의 부정류적 특성은 교각 주위의 흐름 구조와 세굴 현상간의 관계를 이해하는 주요한 인자임을 알 수 있게 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.336-343
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• 2009

터빈 익렬 내의 2차유동손실은 터빈 익렬에서 발생하는 전체 공기역학적 손실의 30~50% 차지한다. 따라서 터빈 효율 향상에 있어 개선해야 될 중요한 부분으로 인식되고 있다. 또한, 과거부터 2차유동에 의한 손실을 줄이기 위한 많은 연구들이 수행되어졌다. 본 논문에서는 2차유동손실을 일으키는 요인 중의 하나인 말굽와류의 강도를 감쇄시키기 위해 일반적인 날개 앞전에 판을 설치하였으며, 판의 설치 높이 및 길이 등의 형상변수에 따라 발생된 말굽와류의 특성에 대해 연구하였다. 연구를 위해 $FLUENT^{TM}$를 이용하였다. 그리고 기준 모델의 경우보다 전압력 손실 계수가 약 4.0% 향상되었다.