• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.44.2-44.2
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• 2005

• Wind and Structures
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• 제7권4호
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• pp.265-280
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• 2004

This paper presents some fundamental results on the dynamics of the periodic Karman wake behind a circular cylinder. The wake is treated like a dynamical system. External forcing is then introduced and its effect investigated. The main result obtained is the following. Perturbation of the wake, by controlled cylinder oscillations in the flow direction at a frequency equal to the Karman vortex shedding frequency, leads to instability of the Karman vortex structure. The resulting wake structure oscillates at half the original Karman vortex shedding frequency. For higher frequency excitation the primary pattern involves symmetry breaking of the initially shed symmetric vortex pairs. The Karman shedding phenomenon can be modeled by a nonlinear oscillator. The symmetrical flow perturbations resulting from the periodic cylinder excitation can also be similarly represented by a nonlinear oscillator. The oscillators represent two flow modes. By considering these two nonlinear oscillators, one having inline shedding symmetry and the other having the Karman wake spatio-temporal symmetry, the possible symmetries of subsequent flow perturbations resulting from the modal interaction are determined. A theoretical analysis based on symmetry (group) theory is presented. The analysis confirms the occurrence of a period-doubling instability, which is responsible for the frequency halving phenomenon observed in the experiments. Finally it is remarked that the present findings have important implications for vortex shedding control. Perturbations in the inflow direction introduce 'control' of the Karman wake by inducing a bifurcation which forces the transfer of energy to a lower frequency which is far from the original Karman frequency.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권9호
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• pp.727-735
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• 2006

Vanoni가 1946년에 유사를 포함한 흐름에서는 Karman상수가 감소한다고 제안한 이후로 개수로 흐름에서 유사 입자가 평균 유속 분포를 변화시킨다는 것은 매우 잘 알려진 사실이다. 그러나 유사 입자가 어떤 역할을 하는지, 어떤 매개 변수가 변화할 것인지에 대해서는 현재까지도 논쟁이 계속되고 있다. 한편, 어떤 연구자들은 난류중에 유사입자가 투입되더라도 Karman 수는 변하지 않는다고 주장하였다. 본 연구에서는 Karman 수의 변화에 대한 기존의 연구들을 재평가하였다. 이를 통하여 기존 연구들의 방법에서 몇 가지 오류들을 밝혀 내었으며, 왜 이 사항이 오랜 동안 논쟁이 되어왔는가 하는 이유를 찾아내었다. 또한 분석 결과 유사 입자의 투입에 의해 Karman 수는 감소되지만 그 감소량은 기존의 연구들에서 제시된 것보다 훨씬 작음을 밝혔다. 또한 본 연구는 유사의 투입에 의해 Karman 수가 감소되는 기구를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권2호
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• pp.144-152
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• 2006

In order to consider the effect of Karman vortex for mixing, mixing indices are calculated for 4 models of micro channel flows driven from the combinations of a circular cylinder and a oscillating stirrer. And their results are compared to that of a simple straight micro channel flow(model I). The mixing rate is improved 5.5 times by Karman vortex (model II) and 11.0 times by the stirrer(model III) respectively. In case of successive mixing by the cylinder and the stirrer(model IV), $27\%$ of shortening the channel length for the complete mixing as well as 1.37 times improvement of mixing efficiency then model III. And then, variation of mixing indices are much stable comparing with the others. Thus, it is found that the Karman vortex plays a good role as a pre-mixing method. The D2Q9 Lattice Boltzmann methods are used.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.357-361
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• 2005

부유사 입자를 난류 흐름 중에 투입하면 유속의 연직 분포를 다소간 변화시키는 것으로 알려져 왔다. 1946년에 Vanoni가 Karman 상수의 감소를 제안한 이후 이것은 상당한 논쟁을 불러 왔다. 본 연구에서는 입자 추적유속계(PTV)를 이용하여 개수로 중의 난류와 유사의 속도를 직접 측정하고, 이 자료를 분석하여 부유사 입자가 개수로 난류의 유속 분포에 어떻게 영향을 미치는 가를 구명하였다. 또한 기존의 연구의 측정 자료들과 그들의 주장을 재검토하였다. 분석 결과 부유사 입자는 Karman 상수를 다소 감소시키는 것으로 나타났다. 이 감소 현상은 물과 유사의 상대적인 속도 분포로 설명할 수 있다. 다만 Karman상수의 감소 정도는 종래의 연구자들이 주장한 것보다 상당히 작다. 이처럼 차이가 나는 이유는 종래의 연구들이 Karman 상수의 산정 방법이나 이용한 자료의 선택에서 문제가 있었기 때문이다. 또한, 난류 중에 투입된 부유사는 마찰 속도에는 그다지 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국연소학회지
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• 제13권4호
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• pp.8-15
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• 2008

When a circular cylinder is placed at the center of a slot burner nozzle, once stable Woflhard-Parker type laminar lean premixed flame is changed to an oscillating flame with self-induced noise. The wrinkled flame surface showed the same pattern and frequency of the Karman vortex street at the downstream of a circular cylinder. The interaction of flame with Karman vortex street is observed to be responsible for flame oscillation. The measured flame oscillation frequency is very similar to the estimated Karman vortex shedding frequency based on the St-Re relationship of the flow past circular cylinder, which could be considered as a strong evidence for the interaction between laminar pre-mixed flame and a Karman vortex street. As Reynolds number increases oscillation frequency decreases and the self-induced noise level increases as well as the flame front is more severly wrinkled. This result suggests that the flame/vortex interaction becomes more active at higher Re.

• 한국지구과학회지
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• 제27권1호
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• pp.61-72
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• 2006

대기-해양의 상호작용과 제주도 후면에서 발생하는 카르만소용돌이행렬의 상관관계를 수치실험을 통하여 분석하였다. 카르만 소용돌이는 한라산의 제한된 높이에서 형성되는 경향을 가지고 있다. 그리고 본 연구에서는 900 hPa고도에서 카르만 소용돌이가 뚜렷이 생성되었다. 카르만소용돌이행렬의 발생초기에는 하나의 소용돌이세포가 나타나고 시간이 경과함에 따라 소용돌이는 이류를 한다. 이때 작은 소용돌이로 분리되는 경향이 있다. 분리된 소용돌이의 강도와 지속시간은 해수면 온도 분포와 밀접한 관계를 가진다. 즉 약한 해수면의 온도경도는 카르만 소용돌이의 지속 시간을 길게 하며, 산 후면의 소용돌이도를 감소시킨다. 강한 해수면 온도경도는 혼합층과 대기하층 수증기량을 증가시키고, 강화된 하층대기 혼합은 산악에 의하여 형성되는 기계적 응력을 감소시키는 경향이 있다.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제1권2호
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• pp.105-117
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• 1997

The formation mechanism of the vortex streets in the lee of the mountain is investigated by a three-dimensional numerical model. The model is based upon the hydrostatic Boussinesq equations in which the vertical turbulent momentum flux is estimated by a turbulence parameterization scheme, but the horizontal viscosity is assumed to be constant. The results show that Karman vortex streets can form even without surface friction in a constant ambient flow with uniform stratification. The vortex formation is related to breaking of the mountain wave, which depends on the Froude number (Fr). In the case of a three-dimensional bell-shaped mountain, the wave breaking occurs when Fr is less than about 0.8, while a Karman vortex forms when Fr is less than about 0.22. Vortex formation also depends on Reynolds number, which is estimated from the horizontal diffusivity. The vortex formation can be explained by the wave saturation theory given by Lindzen (1981) with some modification. Simulations in this study show that in the case of Karman vortex formation the momentum flux in the lower level is much larger than the saturated momentum flux whereas it is almost equal to the saturated momentum at the upper levels as expected from the saturation theory. As a result, large flux divergence is produced in the lower layer, the mean flow is decelerated behind the mountain, and the horizontal wind shear forms between unmodified ambient wind. The momentum exchange between the mean flow and the mountain wave is produced by the turbulence within a breaking wave. From the result, well developed vortices like Karman vortex can be formed. The results of the momentum budget calculated by the hydrostatic model are almost the same as nonhydrostatic results as long as horizontal scale of the mountain is 10 km. A well developed Karman vortex similar to the hydrostatic one was simulated in the nonhydrostatic case. Therefore, we conclude that the hydrostatic assumption is adequate to investigate the origin of the Karman vortex from the viewpoint of wave breaking.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권3호
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• pp.154-159
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• 2018

In this paper, electromagnetic radiation from a slot array antenna enclosed by a Von Karman radome is analyzed by using the ray tracing method and Huygens's principle. We consider the rectangular slot array antenna and the Von Karman radome. The radiation patterns are calculated by using the surface currents of the radome to illustrate the electromagnetic behaviors of the radome-enclosed waveguide slot array antenna.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.43-54
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• 2004

본 가시화 연구는 잠자리 유형 모델의 위상차에 관한 후류의 변화를 관찰함으로써 위상차 효과를 정성적으로 조사하기 위해 수행되었다. 본 가시화 실험에 사용된 잠자리 유형 모델은 잠자리의 날개 형상을 모방한 앞뒤 날개를 가진 쌍으로 구성되어 있으며, 잠자리의 플래핑 날개를 확대하여 제작하였다. 본 연구는 smoke-wire 기법을 통한 가시화 실험이 수행되었고, 정확한 날개위치각도를 찾기 위하여 동기화 조정장치가 사용되었다. 이때 날개위치각도의 불확실성은 약 $\pm$$1^{\cire}$정도이며, 순간 날개 위치각도는 $-16.5^{\cire}$에서 $22.8^{\cire}$까지 변한다. 본 실험은 앞ㆍ뒤 날개의 위상차가 $0^{\cire}$, $90^{\cire}$, $180^{\cire}$, $270^{\cire}$인 경우 수행되었다. 본 연구 결과 위상차 $90^{\cire}$, $180^{\cire}$, $270^{\cire}$에서는 Karman Vortex가 발생되지만, 위상차 $0^{\cire}$에서는 Karman Vortex 현상이 관찰되지 않는다.