This paper presents an experimental investigation concerning the peak amplitudes of oscillation of a square prism due to Vortex-Induced-Vibrations (VIV) as a function of the mass damping parameter $m^*{\zeta}$(the so called Griffin--plot); $m^*$ and ${\zeta}$ being, respectively, the non-dimensional mass and the mechanical (structural) damping ratio. With this purpose in mind, an electromagnetic actuator has been employed to provide controlled damping. During the experiments the mass--damping parameter was in the range 0.15 < $m^*{\zeta}$ < 2.4. Experiments show that there is a value of $m^*{\zeta}$ below which VIV appears combined with galloping and the prism oscillation increases monotonically with the incoming flow velocity. For $m^*{\zeta}$ >0.3 the present experiments show a well-defined VIV phenomenon and, consequently, a Griffin-plot can be defined.
This paper presents an experimental investigation concerning the peak amplitudes of oscillation of a square prism due to Vortex-Induced-Vibrations (VIV) as a function of the mass damping parameter $m^*{\zeta}$ (the so called Griffin--plot); $m^*$ and ${\zeta}$ being, respectively, the non-dimensional mass and the mechanical (structural) damping ratio. With this purpose in mind, an electromagnetic actuator has been employed to provide controlled damping. During the experiments the mass--damping parameter was in the range 0.15 < $m^*{\zeta}$ < 2.4. Experiments show that there is a value of $m^*{\zeta}$ below which VIV appears combined with galloping and the prism oscillation increases monotonically with the incoming flow velocity. For $m^*{\zeta}$ >0.3 the present experiments show a well-defined VIV phenomenon and, consequently, a Griffin-plot can be defined.
목적: 안경의 조제가공에 있어서 동공중심과 교정렌즈의 광학중심이 일치하지 않으면 안경이 프리즘을 발생시켜 사위가 유발되고 유발된 사위는 안정피로를 일으키는 요인으로 작용한다. 동공의 중심과 교정렌즈 광학중심의 불일치로 인해 발생하는 유발프리즘에 대해 알아보고자 하였다. 방법: 본 연구는 총 103명을 대상으로 착용 안경렌즈의 광학중심과 동공중심의 일치 여부를 수평방향과 수직방향으로 나누어 조사하였고, 그리고 그 결과들을 안경의 구조에 따라 4개의 그룹으로 분류하였다. 프리즘유발에 안경테의 효과를 보기 위해 프리즘의 총량을 비교하였고, 측정된 프리즘 값들은 독일의 RAL-RG 915 규약과 비교하였다. 결과: 수평방향의 경우 10.7%의 실험 대상자에서는 유발프리즘을 관찰할 수 없었고, 73.8%의 실험 대상자들은 유발프리즘에 의해 영향을 받았으나 그 범위는 허용 수준 내에 있었다. 하지만 15.5%의 실험 대상자들은 허용 범위를 초과하여 프리즘에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 수직방향의 경우, 23.3%의 실험 대상자들은 안경의 초기 착용시 프리즘에 의한 영향이 없었고, 54.4%의 실험 대상자들은 허용 범위 내의 극히 적은 프리즘에 영향을 받았으며, 22.3%의 실험대상자들은 허용 범위를 초과하는 프리즘 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 안경조정(fitting)이 가능한 요소가 적은 그룹 A와 B에서 그룹 C와 D에 비해 보다 많은 수평, 수직 방향의 유발프리즘이 발생한 것을 보여준다. 결론: 안경 착용자의 굴절이상도가 높을수록 안경테 전조정(pre-fitting)을 통하여 동공중심과 렌즈의 광학중심점을 일치시킴으로서 수평, 수직방향 유발프리즘을 최소화시켜 안정피로를 줄일 수 있을 것이다. 따라서 시지각력을 향상시키기 위해 단안PD와 단안Oh의 정확한 설계와 적절한 안경테 조정을 통해 정확한 안경의 조제가공이 필요하다고 사료된다.
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.
Aerodynamic effects, such as drag force and flow-induced vibration (FIV), on civil engineering structures can be minimized by optimally modifying the structure shape. This work investigates the turbulent wake of a square prism with its faces modified into a sinusoidal wave along the spanwise direction using three-dimensional large eddy simulation (LES) and particle image velocimetry (PIV) techniques at Reynolds number $Re_{Dm}$ = 16,500-22,000, based on the nominal width ($D_m$) of the prism and free-stream velocity ($U_{\infty}$). Two arrangements are considered: (i) the top and bottom faces of the prism are shaped into the sinusoidal waves (termed as WSP-A), and (ii) the front and rear faces are modified into the sinusoidal waves (WSP-B). The sinusoidal waves have a wavelength of $6D_m$ and an amplitude of $0.15D_m$. It has been found that the wavy faces lead to more three-dimensional free shear layers in the near wake than the flat faces (smooth square prism). As a result, the roll-up of shear layers is postponed. Furthermore, the near-wake vortical structures exhibit dominant periodic variations along the spanwise direction; the minimum (i.e., saddle) and maximum (i.e., node) cross-sections of the modified prisms have narrow and wide wakes, respectively. The wake recirculation bubble of the modified prism is wider and longer, compared with its smooth counterpart, thus resulting in a significant drag reduction and fluctuating lift suppression (up to 8.7% and 78.2%, respectively, for the case of WSP-A). Multiple dominant frequencies of vortex shedding, which are distinct from that of the smooth prism, are detected in the near wake of the wavy prisms. The present study may shed light on the understanding of the underlying physical mechanisms of FIV control, in terms of passive modification of the bluff-body shape.
목적: 본 연구는 조제 가공된 안경의 광학적 중심간 거리와 동공간거리의 일치여부를 알아보고, 안경의 광학적 중심높이와 OH의 일치여부를 분석하여 수평, 수직 차이에 의한 유발 프리즘을 검사하고자 하였다. 방법: 평균 나이21.56세의 96명(192안)을 대상으로 동공거리계(DONGYANG PD-85, Korea)로 동공간거리를 측정하였고, 안경의 광학적 중심간 거리는 투영식 정점 굴절력계(TOPCON CL-200, Japan)로 측정하였다. OH는 펜라이트와 PD자를 이용하여 측정하였다. 마지막으로 현재 착용하고 있는 안경의 착용기간을 조사하였다. 결과: 동공거리계로 측정한 동공간 거리와 투영식 정점 굴절력계로 측정한 안경렌즈의 광학적 중심간 거리는 78.1%(150안)에서 일치하지 않았고, 62.5%(60명)에서 기저내방으로 안경이 조제되었으며, 이 중 58.3%(56명)가 허용오차 범위 외에 있었다. 조제 가공된 안경과 피검사자의 OH를 비교한 결과 수직 유발 프리즘은 단 8명(8.3%)에서만이 유발되지 않았으며, 79명(82.3%)이 1 이상의 프리즘이 유발되었다. 조제후 7개월이 지난 경우에는 통계적인 차이는 없었으나 수직 OH의 차이가 더 컸다. 결론: 안경 착용자에게 양안 시기능을 보다 좋고 편안하게 향상시켜주기 위하여 PD와 OH 측정 및 조제에 더욱 정확성을 기울여야 할 것이다. 정확한 조제 및 가공과 함께 안경원의 정기방문 또한 필요할 것이다.
목적: 착용안경의 광학중심점과 동공중심의 일치여부를 사진촬영방법으로 확인하였으며, 불일치에 의해 유발되는 프리즘 영향을 연구하였다. 방법: 안경착용자 74명(148안), 평균나이 $29.19{\pm}12.22$세(19~55세)를 대상으로 안경을 착용한 상태에서 카메라 플래시를 터트리면서 안면사진을 촬영하였다. 촬영된 사진으로 각막반사상과 안경렌즈 광학중심점의 일치, 수평 및 수직오차를 측정하였으며, 불일치 편차로부터 안경테에 따라 유발되는 프리즘을 산출하였다. 결과: 양안수평오차는 금속테가 $1.55{\pm}1.70mm$, clings type 플라스틱테가 $1.71{\pm}2.21mm$, 플라스틱테가 $1.15{\pm}1.38mm$이었다. 수평방향의 유발된 프리즘이 허용오차를 벗어난 비율이 23.0%였으며, BI 프리즘 17.6%, BO 프리즘 5.4%이었다. 양안수직오차는 금속테가 $3.93{\pm}1.91mm$, clings type 플라스틱테가 $5.79{\pm}1.93mm$, 플라스틱테가 $6.01{\pm}2.94mm$이었다. 수직방향의 유발된 프리즘이 허용오차를 벗어난 비율은 44.6%였으며, 안경렌즈의 굴절력을 기준으로 -0.25${\leq}-3.00$에서 12.2%, -3.00${\leq}-12.00$에서 32.4%가 허용오차범위를 벗어났다. 결론: 수평방향에서 유도된 프리즘은 BI 프리즘이 많았다. 양안수직오차는 플라스틱테의 안경이 금속테의 안경보다 크게 나타났으며, 교정 굴절력이 높은 안경일수록 유발된 프리즘이 더 컸다. 사진촬영 방법으로 동공의 위치와 광학중심점을 동시에 측정할 수 있으며, 착용안경에서 유발되는 프리즘을 직접 평가할 수 있었다.
1996년 5월부터 7월까지 대전소재 E안과에 내원한 안경장용자 중에서 프리즘 효과를 유발시킬 목적으로 처방된 사위, 사시용 안경 장용자를 제외한 110명(남자 36명 여자 74명)을 대상으로 안경 렌즈의 광학적 중심점간 거리와 동공간 거리의 차이를 조사하여 장용 안경의 적우 판단 및 양안의 수평 유발 사위량을 조사하였다. 대상자 110명 중 광학 중심점과 동공간 거리가 일치하는 경우는 9명(8.18%)이며, 일치하지 않는 경우는 101명(91.82%) 이었다. 또한 광학 중심점간 거리가 동공간 거리보다 큰 경우는 60명(54.55%), 작은 경우는 41명(37.27%) 이였다. 남자의 평균 동공간 거리는 62.44mm였으며, 여자의 평균 동공간 거리는 60.66mm로 남자가 1.78mm 크게 나타났다. 수평 유발 사위는 광학 중심점과 동공간 거리가 일치하지 않는 101명 중에서 유발 내사위가 65명(64.56%), 외사위가 36명(35.65%)이었고, 최대 유발 내사위는 $3.69{\Delta}$, 최대 유발 외사위는 $3.68{\Delta}$였다.
A new fabrication method of FBG sensor with gage length shorter than 10 mm is introduced using the reflection prism with special coating on the surface. It is verified that the bandwidth of FBG sensor increases exponentially as the gage length of it decreases. The transverse stress and strain gradient induced by local stress concentration which occurs during curing has an influence on the FBG sensor with gage length of 2 mm less than that of 10 mm.
거제만의 물질수지와 굴양식장관리를 위한 해양환경개선 및 해양공학적 기초자료를 마련코저, 1984년 8월의 대조기 23시간 및 소조기 13시간 동안 거제만입구의 단면에서 연속측류와 측심 및 채수를 실시하였다. 거제만의 해수교환과 그 기구에 관한 결과는 다음과 같다. 1. 거제만입구의 해수류출입현상은 만의 중앙부 및 육구단측이 만의 서부인 아지랑측보다 담수유출이 많은 우기에 유출이 우세하고 건기에는 상층에서 유출되나 저층에서는 유입이 우세하였다. 2. 해수교환율은 대조기 $26\%$, 소조기 $5{\sim}15\%$ 범위이다. tidal prism에 의한 체류시간은 대조기 약 48시간, 소조기 약 81시간으로 나타났다. 그러나, 해수교환정도는 교환개념과 수문기상학적 요소 및 계절에 따라 변동된다. 3. 협수도에 접한 거제만은 지형과 조류의 영향으로 와류현상이 활발하다. 따라서, 거제만은 지형성 와류가 해수교환에 미치는 영향이 클 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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