• Wind and Structures
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• 제17권4호
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• pp.379-397
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• 2013

Large Eddy Simulations (LES) were carried out to investigate the aerodynamic characteristics of a rectangular cylinder with side ratio B/D=5 at Reynolds number Re=22,000 (based on cylinder thickness). Particular attention was devoted to the effects of velocity shear in the oncoming flow. Time-averaged and unsteady flow patterns around the cylinder were studied to enhance understanding of the effects of velocity shear. The simulation results showed that the Strouhal number has no significant variation with oncoming velocity shear, while the peak fluctuation frequency of the drag coefficient becomes identical to that of the lift coefficient with increase in velocity shear. The intermittently-reattached flow that features the aerodynamics of the 5:1 rectangular cylinder in non-shear flow becomes more stably reattached on the high-velocity side, and more stably separated on the low-velocity side. Both the mean and fluctuating drag coefficients increase slightly with increase in velocity shear. The mean and fluctuating lift and moment coefficients increase almost linearly with velocity shear. Lift force acts from the high-velocity side to the low-velocity side, which is similar to that of a circular cylinder but opposite to that of a square cylinder under the same oncoming shear flow.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권5호
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• pp.596-606
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• 2002

The three-dimensional unsteady compressible Euler equation solver with ALE, CFD code, PAM-FLOW based on FEM method has been applied to analyze the flow field around the high speed train which is entering into a channel. From the present study, the pressure and flow transients were calculated and analyzed. The generation of compression wave was observed ahead of train and the high pressure in the gap between the train and the tunnel was also found due to the blockage effects. It was found that abrupt fluctuation in pressure exists in the region from train nose to shoulder of train corresponding to 10％ of total length of train during tunnel entry. Computed time history of aerodynamic forces of train during tunnel entry show that drag coefficient rapidly rises and saturates at about non-dimensional time 0.31. The total increase of drag coefficient before and after tunnel entry is about 1.1%. Transient profile of lift force shows similar pattern to drag coefficient except abrupt drop after saturation and lift force in the tunnel increases 0.08% more than that before tunnel entry.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6641-6646
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• 2015

배열회수 보일러의 전열관군은 외부에 가스터빈에서 나온 고온의 배기가스가 흐르게 된다. 이러한 유체의 흐름으로 인해 전열관군에서 시간변화에 따라 양력의 변동이 발생하는데 이에 따라 유동 유발 진동이 발생한다. 이러한 진동이 배열회수 보일러의 전열관군에서 파손을 야기할 수 있어서 열교환기의 구조적 안정성을 위해 열교환기의 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 일반적인 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 실험적 연구는 기존에 많이 진행되어 오고 있으며 유동 유발 진동에 대한 무차원 PSD(Power Spectral Density) 함수를 무차원 주파수인 Strouhal 수, fU/U의 함수로 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 기존의 실험적 연구들의 결과를 전산유체해석을 통해 검증하고 배열회수 보일러의 전열관군의 유동 유발 진동 특성에 적용하기 위한 기반을 마련하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 기존 연구에서 실험에 사용한 전열관군에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 전열관군에서의 양력 변화 특성을 살펴보았다. 또한 전열관군에서 양력 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존의 연구들과 비교를 통해 전열관군에서의 PSD 특성을 정립하였다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.211-216
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• 2015

배열회수 보일러의 전열관군은 외부에 고온의 배기가스가 흐르면서 유동 유발 진동을 야기 시키며 배열회수 보일러의 전열관군에서 파손을 야기할 수 있어서 열교환기의 구조적 안정성을 위해 열교환기의 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 일반적인 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 실험적 연구는 기존에 많이 진행되어 오고 있으며 단일 원관이나 전열관군의 원관들에서 유동 유발 진동에 대한 무차원 PSD(Power Spectral Density) 함수를 무차원 주파수인 Strouhal 수, fD/U의 함수로 도출된 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 배열회수 보일러에 사용하는 휜튜브 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 단일 휜튜브 원관에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 주기적인 와동 발생 특성과 휜튜브 원관에서의 양력 변화 특성을 살펴보았다. 또한 휜튜브 원관에서 양력 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존에 단순 원관에서 이루어졌던 연구들과 비교를 통해 휜튜브 원관 주위의 PSD 특성을 정립하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제6권3호
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• pp.41-50
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• 2001

Effects of rotor-stator blade count ratio on the unsteady aerodynamic characteristics of a cascade was studied by using a Navier-Stokes code. Present Navier-Stokes code is a parallel code and works on a multi-cpu machine. It is based on the SIMPLE algorithm and uses QUICK scheme for convection terms and second order back difference for all temporal derivatives. Computations were carried out for two cases : case 1 is for 3 stator cascade passages subjected to two upstream wakes while case 2 is for 2 stator cascade passages subjected to three upstream wakes. Numerical solutions show that rotor-stator blade count ratio plays a significant role in the unsteady aerodynamic characteristics of the stator cascade. Case 2 shows smaller unsteady fluctuation than case 1, even if they show the same time averaged value. The smaller fluctuation of case 2 is believed due to strong interaction between unsteady vortices. The unsteady lift variation of case 2 is shown to have many high frequency fluctuations as more unsteady vortices travel around the cascade. The unsteady turbulent kinetic energy due to the upstream wake is also shown to decay faster through the cascade passage than in the free stream.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.610-615
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• 2001

Effects of rotor-stator blade count ratio on the unsteady aerodynamic characteristics of a cascade was studied by using a Navier-Stokes code. Present Navier-Stokes code is a parallel code and works on a multi-cpu machine. It is based on the SIMPLE algorithm and uses QUICK scheme for convection terms and second order back difference for all temporal derivatives. Computations were carried out for two cases : case 1 is for 3 stator cascade passages subjected to two upstream wakes while case 2 is for 2 stator cascade passages subjected to three upstream wakes. Numerical solutions show that rotor-stator blade count ratio plays a significant role in the unsteady aerodynamic characteristics of the stator cascade. Case 2 shows smaller unsteady fluctuation than case 1, even if they show the same time averaged value. The smaller fluctuation of case 2 is believed due to strong interaction between unsteady vortices. The unsteady lift variation of case 2 is shown to have many high frequency fluctuations as more unsteady vortices travel around the cascade. The unsteady turbulent kinetic energy due to the upstream wake is also shown to decay faster through the cascade passage than in the free stream.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.48-53
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• 2000

The effects of the internal flow in a diesel injection nozzle on the atomization of the spray has been investigated experimentally. Flow visualization was made using a transparent acrylic model nozzle. And also, measurement of the sac chamber pressure was made for clartfying the effect of pressure fluctuation in the sac chamber on the wpray behaviors. The geometry of the model nozzle was scaled up 10 times of the actual nozzle and the injection pressure for the model nozzle was adjusted so as to achieve a Reynolds number at the discharge hole which was the same as the actual nozzle. Polystyrene tracers, a laser sheet light and a still/high speed video camera were used to visualize the flow pattern in the sac chamber. When the needle lift was small, the high turbulence in the sac chamber generated by the high velocity seat flow made the spread angle of the spray large. Cavitation which arose in the sky chamber induced the pressure fluctuation and then affects the spread angle of the spray.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.1-7
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• 2005

For the reliability evaluation of the track drive unit(TDU), firstly, we analyzed the major failure modes through FMEA(failure mode & effects analysis), FTA(failure tree analysis), and 2-stage QFD(quality function deployment), and then quantitatively determined the priority order of test items. The Minitab analysis was also performed for prediction of life distribution and parameters of TDU by use of field failure data collected from 430 excavators for two years. In addition, we converted the fluctuation load in field conditions into the equivalent load, and for evaluation of the accelerated lift by the cumulative fatigues, the equivalent load is again divided into the fluctuation load by reference of test time. And then, by use of the test method in this paper, the acceleration factor(AF) of needle bearing inside planetary gear which is the most weakly designed part of TDU is achieved as 5.3. This paper presents the quantitative selection method of test items for reliability evaluation, the determination method of the accelerated life test time, and the method of non-failure test time based on a few of samples. And, we proved the propriety of the proposed methods by experiments using a TDU for a 30 ton excavator.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.859-864
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• 2014

본 연구는 상류 쪽에 설치된 물체의 직경 변화에 따른 후류에 존재하는 하류 쪽 물체의 영향에 대해 조사한 실험적 연구이다. 풍동의 측정부에서 상류 쪽에는 알파벳 V자 형태의 물체를 삽입하고, 하류 쪽에는 로드셀을 장착한 원기둥을 설치하여 상류 쪽 물체의 직경 변화에 따라 후류의 유속분포가 어떻게 변화하는지를 조사하였다. 그리고 후류에 존재하는 원기둥의 위치를 변화시키면서 원기둥의 변동양력과 카르만 와류 방출 주파수를 조사하므로서 다음과 같은 결론을 얻었다. i) 후류의 유속은 주유속보다 작다. ii) 상류 쪽 물체의 직경이 하류 쪽 물체의 직경보다 클 때 록크-인 현상이 일어난다. iii) 후류에 있는 원기둥의 변동양력이 최대가 되는 위치는 상류 쪽 물체의 직경의 변화에 따라 위치도 함께 변해야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.446-451
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• 2020

전열관군으로 이루어진 열교환기에서 유동에 따른 진동은 전열 관군 배관의 파손을 유발할 수 있어서 열교환기에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 본 연구는 전열 관군의 원관에서 입구의 유속이 일정한 경우와 주기적인 변동이 있는 경우에 대하여 시간에 따라 전열 관군 원관 1, 10 그리고 마지막 19번 원관에서 와류의 시간 변동 특성을 살펴보고 양력의 시간 변화 특성과 PSD 특성을 분석하여 전열 관군 원관에서 전방류의 주기적인 속도 변동에 따른 유동 특성을 규명하였다. 일정 입구 유속의 경우는 칼만 와류가 후류에 있는 원관의 유동에 영향을 미치고 있고 후류의 전열관군과 전방의 전열관군에서의 와류는 다소 시간적인 차이를 보여주지만 같은 주기의 칼만 와류를 발생하고 있음을 관찰할 수 있었다. 주기적인 입구 유속의 경우는 전열 관군에서 와류가 강한 유동이 흐르다가 유속이 줄어들 때는 와류가 약한 유동이 흐르는 것이 반복됨을 알 수 있다. 일정 입구 유속의 경우는 양력의 PSD로 살펴본 결과 주파수는 37.25Hz이며 19번 원관의 경우는 18.63Hz와 50Hz 근방에서 주파수가 관찰 되었다. 주기적인 입구 유속의 경우는 37.25Hz와 속도 주기인 18.63Hz에서 주된 주파수 특성을 보여주었다. 마지막 원관인 19번 원관은 20Hz에서 50Hz 사이에서 많은 피크 주파수를 관찰할 수 있었다.