도시지역의 우수를 배제하기 위한 방법으로 토구를 이용하여 하천으로 방류하고 있다. 그러나 이러한 토구를 설치 할 때 국내설계기준에는 어떠한 기준이나 제안이 없이 설계자나 시공자의 임의로 만들어 지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 토구를 설치하는 방법에 대한 기초적인 자료를 제공하기 위하여 토구 방류 유량에 따른 흐름 변화 및 설치 각도, 돌출정도, 그리고 설치 위치에 따른 흐름변화를 실험을 통하여 분석함으로써 흐름에 보다 영향을 적게 미치는 토구설치 방법을 제안하였다. 총 10가지 경우에 대한 실험을 통하여, 같은 유량을 방류함에 있어서 한 곳으로의 방류보다는 상.하류 등으로 분리하여 방류하는 것이 흐름에 영향을 적게 미치는 것으로 나타났으며, 설치 각도 및 돌출에 따라 상류지역의 수위 상승 및 유속 감소 등의 현상이 나타나 토구 설치 시 보다 신중하고 흐름에 방해가 되지 않는 방향으로 설치할 수 있는 방안을 강구해야 한다.
Light-shelf is one of the most efficient natural lighting systems due to the improved function of the inflow level of the outdoor natural light. However, the existing research on the light shelf limits to the rectangular parallelepiped space, so do not provide sufficient data for various shapes of spaces. Thus, this study aims at deriving proper plan and relationship of the light shelf through its performance assessment depending on the indoor space shapes and utilizing them as basic data of light shelf design. The conclusions are as follows : 1) for 6m space depth, standard intensity of illumination satisfaction depth has shown 8.3%~26.3% improvement through the adjustment of the angle and width when installing light shelf compared to no light shelf installation; 2) $-30^{\circ}$, $-20^{\circ}$ and $-10^{\circ}$ light shelves set by this study play only as a blind regardless of the shape of ceiling on the summer solstice, and it is unsuitable; and 3) this study has derived proper plan of light shelf upon space shapes based on energy reduction and indoor evenness. The study results provide expanded data of the performance assessment of the light shelves according to the different space shapes and light shelf factors, which serves as a basis of the light shelves designing.
선박의 조종성능을 정확히 평가하기 위해서 지난 약 10년간 각종모형시험이 수행되었다. 그러나 수학모델에 나타나는 변수들은 너무 다양하고, 복잡한 특성을 나타내기 때문에 아직까지 설계분야에 직접 사용할 수 있는 유용한 형태가 구축되지 않았다. 본 연구에서는, 이 수학모델에서 가장 중요한 변수인 프로펠러에서의 유효반류계수($1-{\omega}_P$)와, 유효타각 $\delta_R(\beta_R)$)을 회류수조에서 조사하였다. 모델은 설계속도와 저속에서 각각 실험이 이루어졌고, 흘수 또한 만재상태와 밸러스트상태에서 실시되었다. 프로펠러 추력과 타직압력은 주어진 사항각과 프로펠러 회전수에서 측정되었다. 이 추력은 유효유입속도나 유입방향의 해석에 사용된다.
This paper is to compare by numerical analysis the flow characteristics and propulsion performance of stern with the shape change of K-duct, a pre-swirl duct developed by Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO). First, the characteristics of the propeller and the resistance and self-propulsion before and after the attachment of the K-duct to the ship were verified and the validity of the calculation method was confirmed by comparing this result with the model test results. After that, resistance and self-propulsion calculations were performed by the same numerical method when the K-duct was changed into five different shapes. The efficiency of the other five cases was compared using the delivery horsepower in the model scale and the flow characteristics of the stern were analyzed as the velocity and pressure distributions in the area between the duct end and the propeller plane. For the computation, STAR-CCM +, a general-purpose flow analysis program, was used and the Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations were applied. Rigid Body Motion (RBM) method was used for the propeller rotating motion and SST $k-{\omega}$ turbulence model was applied for the turbulence model. As a result, the tangential velocity of the propeller inflow changed according to the position angle change of the stator, and the pressure of the propeller hub and the cap changes. This regulated the propeller hub vortex. It was confirmed that the vortex of the portion where the fixed blade and the duct meet was reduced by blunt change.
Zheng-Wei, Chen;Syeda Anam, Hashmi;Tang-Hong, Liu;Wen-Hui, Li;Zhuang, Sun;Dong-Run, Liu;Hassan, Hemida;Hong-Kang, Liu
Wind and Structures
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제35권5호
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pp.309-322
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2022
Due to the complex terrain around high-speed railways, the windbreaks were established along different landforms, resulting in irregular windbreak transition regions between different subgrade infrastructures (flat ground, cutting, embankment, etc). In this paper, the effect of a windbreak transition on the wind flow around railways subjected to crosswinds was studied. Wind tunnel testing was conducted to study the wind speed change around a windbreak transition on flat ground with a uniform wind speed inflow, and the collected data were used to validate a numerical simulation based on a detached eddy simulation method. The validated numerical method was then used to investigate the effect of the windbreak transition from the flat ground to cutting (the "cutting" is a railway subgrade type formed by digging down from the original ground) for three different wind incidence angles of 90°, 75°, and 105°. The deterioration mechanism of the flow fields and the reasons behind the occurrence of the peak wind velocities were explained in detail. The results showed that for the windbreak transition on flat ground, the impact was small. For the transition from the flat ground to the cutting, the influence was relatively large. The significant increase in the wind speeds was due to the right-angle structure of the windbreak transition, which resulted in sudden changes of the wind velocity as well as the direction. In addition, the height mismatch in the transition region worsened the protective effect of a typical windbreak.
This study conducted experiments to measure air currents in an experimental building according to external conditions, types of induction ducts, and types of internal sockets by applying an external induction duct comprised of inducing openings and lines and induction units to the kitchen and bathroom vents at the rooftop of a super high-rise apartment building in order to help to improve the venting performance. The study also proposed the optimization of the external induction-style kitchen and bathroom vents capable of wind power generation. (1) As for air current distribution according to vent velocity changes, it increased the venting performance of the kitchen and bathroom by 1.0m/s at vent velocity of 2.0m/s or higher and allowed for wind power generation. (2)As for air current distribution according to external velocity changes, it increased the venting performance of the kitchen and bathroom by 1.2m/s at external velocity of 2.0m/s or higher and allowed for wind power generation. (3)As for air current distribution according to wind direction changes($0{\sim}180^{\circ}$), it was favorable for higher vent velocity when the angle between the external induction duct direction and prevailing wind direction was within ${\pm}30^{\circ}$. (4)As for air current distribution according to induction duct type, the[M1] type combining the inducing openings and lines with the induction units recorded the highest improvement effects in the kitchen and bathroom venting performance by increasing vent velocity by 46%. (5)As for air current distribution according to the changing types of internal sockets where the main ducts of the kitchen and bathroom are connected to the external induction ducts, the venturi tube type[Sv] increased vent velocity by 66% based on the smoothest external inflow.
최근 수십년간의 산업화로 인해 인간중심의 하천 개발이 이루어진 결과, 하천의 직강화 및 복개화 등 오수 및 하수의 배출구로만 활용되어 집중호우 등의 수해가 반복되어 발생하고 있어 이에 대해 하천 및 제방의 사면을 각종 공법을 통하여 손상을 방지하고 있으나, 관련 기준에서는 비탈높이, 최소비탈경사 등 최소한의 기준만 제시하고 있는 실정이다. 또한 홍수해 방지를 위한 가장 중요한 특성인 소류력에 대한 검토는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실규모의 인공실험하천에서 다공성콘크리트 호안블록을 설치하고, 유입유량을 조절하여 각 실험조건에 따른 유속 및 수심을 측정하여 소류력을 평가하였다. 다공성콘크리트블록의 압축강도 및 공극률 시험결과 압축강도는 16.6~23.2 MPa의 범위로 측정되었고, 실측공극률은 10.1%로 나타나 국내 기준을 만족하는 것으로 판단되며, 소류력 시험결과 한계소류력은 $47.202N/m^2$으로, 하천설계실무요령에서 제시된 급류부의 소류력 범위인 $67N/m^2$은 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 하지만 블록 및 기반층의 유실이나 손상이 전혀 관찰되지 않았고, 기존 선행연구를 참고하여 볼때 그 이상의 소류력에도 저항력을 가질 수 있을 것을 추정하여 볼 수 있다. 따라서 추후 실험조건 등을 조정하여 실질적인 한계소류력 측정을 위한 실험을 다시 수행할 필요가 있다고 판단된다.
본 연구에서는 능동적인 블레이드 제어기법인 개별 블레이드 제어(Individual Blade Control, IBC) 기법을 적용하여 고속비행 시 동축반전 회전익기의 허브 진동하중을 억제하기 위한 최적 제어입력을 탐색하였다. 통합 공탄성 해석 프로그램인 CAMRAD II를 이용하여 동축반전 회전익기인 XH-59A를 모델링하고 다양한 IBC 입력 조건에 대하여 파라미터 연구를 수행하였다. 파라미터 조절 연구를 통하여 허브 진동억제 성능을 구한 결과, 3/rev 가진 주파수의 $0.5^{\circ}$ 진폭에 $300^{\circ}$ 위상각을 갖는 IBC 제어 입력을 적용할 경우 기준 대비 진동 수준이 최대 50% 감소하는 것을 확인하였다. 진동 억제 성능은 후류 간섭에서 보다 자유로운 상부로터에서 6% 가량 하부로터보다 크게 나타났다. 로터의 전진면에서만 IBC 입력를 가진하는 경우에는 조화 가진 입력과 동일한 입력을 가할 경우 진동 수준이 최대 17% 정도 추가적으로 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 진동 감소는 전진면만을 대상으로 적은 에너지 투입 비용으로 달성한 특징이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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