• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.755-758
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• 2002

The physical phenomena of rectangular open cavity are numerically investigated in this paper Two-dimensional cavity problems with laminar boundary layers in upstream are simulated by using the compressible Wavier-Stokes equations. The high-order and high-resolution numerical schemes are used for the evaluation of spatial derivatives and the time integration. Cross-correlation is used to analyze the characteristics of wave propagation along time and spatial. Sudden phase shifting of 90 degrees is appeared near downstream edge, and this is coincident with the phase lag suggested in original Rossiter's equation. The results give a further understanding of the physical phenomenon of noise generation, and the resonance of flow and acoustic in cavity. Moreover, modified Rossiter's equation, which is more accurate and can be applied in various conditions, is suggested. The distance from the point of vortex generation to the point of vortex collapsing acts as effective distance of cavity resonance, and the phase difference between the point of vortex collapsing and the point of acoustic source acts as phase lag. The mechanism of acoustic generation is fully understood in this paper. The mechanism of acoustic generation is fully understood in this paper.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.452-455
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• 2008

A new passive control technique of cavity-induced pressure oscillations has been investigated numerically for a supersonic two-dimensional flow over open rectangular cavities at Mach number 1.83 just upstream of a cavity, in which a sub-cavity system is installed on the backward-facing step of the main cavity. A third-order TVD (Total Variation Diminishing) finite difference scheme with MUSCL is used to discretize the spatial derivatives in the unsteady compressible Navier-Stokes equations. The results obtained show that the present sub-cavity system is very effective in reducing cavity-induced pressure oscillations. The results also showed that the resultant amount of attenuation of cavity-induced pressure oscillations was dependent on the length and thickness of the flat plate, and also on the depth of the sub-cavity used as an oscillation suppressor.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.85-92
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• 2023

In this study, we present experimental results of cavitating flow around a vortex generator which is used to improve the flow in the wake of ships and enhance propulsion efficiency. We conducted experiments at the CNU cavitation tunnel on a total of six vortex generators, two different aspect ratios and three taper ratios. We recorded cavity patterns using a high-speed camera and quantitatively evaluated cavity fraction using OpenCV. The most important finding of this study is that the vortex cavity generated at a root leading edge of the vortex generator develops at a specific angle.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1180-1186
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• 2009

이 실험적인 연구는 오픈 캐비티에서 경사후방벽면을 가지고 있는 유동장안의 제어봉이 있고 없음과 제어봉의 위치에 따른 유동 내부특성을 알고자 하였다. 속도 측정법으로는 흐름과 입자 영상의 가시화가 가능한 PIV기법을 이용하여 레이놀즈수의 변화와 속도에 대하여 고찰하였다. 제어봉의 어느 위치가 캐비티 내부유동 특성에 영향을 적게 주며, 전단 혼합 층이 유동장 상부와 하류 쪽으로 이동하는지에 대한 레이놀즈수의 임계점을 알고자 하였다.그 결과, 제어봉의 위치 L/H=0.2에서, 제어봉의 위치를 각각 상이하게 정하여 보았으나, L/H=0.2의 경우가 가장 캐비티에 영향을 적게 주는 것으로 판단된다. 주와류 후방의 흐름이 상부로 서서히 치우쳐 있으며 레이놀즈수가 증가할수록 이러한 현상은 뚜렷해지고, 이것은 y/H=1.0 전후의 주 흐름은 제어봉의 효과로 캐비티 상부에 발생한 주 와류의 위쪽으로 치우쳐 하류로 진행하기 때문으로 판단된다. 이러한 현상은 레이놀즈수가 증가하면서 더욱 뚜렷해지며 그 임계점은 $Re=1.0{\times}10^4$전후임을 알 수 있었다. 제어봉의 위치가 L/H=0.1의 경우 레이놀즈수의 증가 ($Re=6.0{\times}10^3$, $Re=8.0{\times}10^3$, $Re=1.0{\times}10^4$, $Re=1.2{\times}10^4$)에 따라 상부에 이중와류 구조가 발생하고, 캐비티 상부의 전단 혼합 층이 증가함에 따라 하단부의 속도분포가 더 안정적인 모습도 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권4호
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• pp.9-15
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• 2009

스크램제트 엔진의 연소기 내부 유동은 초음속이므로 유동의 잔류시간과 혼합율의 증대가 효과적인 연소를 가능하게 하는 주요 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 연료-공기 혼합기로써 L/D=4.8인 개방형 공동 모델을 사용하였고, 공동 앞에서의 경사 연료 분사 시 분사구 주위와 공동 주위의 유동특성을 살펴보기 위하여 레이저 슐리렌 기법과 압력측정을 실시하였다. 측정에 사용된 레이저 슐리렌은 10 ns의 매우 짧은 광원 지속시간을 보유하여 공동부근의 비정상 유동 현상을 효과적으로 관찰할 수 있었다. 압력측정은 연료 분사비 J(운동량비)를 변화시켜 가며 측정하였으며, 운동량비에 따른 연소기 내부 주요 압력상승 지점의 변화를 살펴 볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.477-483
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• 2015

공동유동에 관한 연구는 공동시스템에서 발생하는 소음/진동 문제로 인하여 많은 연구가 이루어졌으며, 현제 항공우주 산업의 급속한 발전과 더불어 다양한 공학적 장치에 적용되고 있다. 하지만, 실제 공학적 응용에서 많이 적용되는 곡면 벽상에 설치한 공동유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면벽상에 설치한 공동유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 곡률 반경의 비(L/R) 및 입구 유동의 마하수를 변화시켜, 천음속/초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 조사하였다. 그 결과 곡면에 부착된 공동유동의 경우 와류의 상호작용으로 인한 압력 교란을 완화시켰으나, 압력 진동의 진폭을 증가시켰으며, 또한 마하수가 증가함에 따라 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 주파수 분석 결과, 곡관의 무차원 진동수는 직관에 비해 낮은 값이 측정되었으며, 또한 Rossiter의 실험값에 비해 낮은 값을 가졌다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.1-14
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• 1997

Natural convection cooling of discrete heaters located in a two-dimensional vertical open top cavity is investigated experimentally. The five discrete heaters with same heat generation are located on the wall of the cavity. The heaters are arranged in two configurations; flush-mounted on a vertical wall and protruding from the wall about 4.5 mm. The materials used for the vertical walls are copper and epoxy-resin, and air is used as the cooling fluid. The temperature and flow fields in the cavity were visualized by means of Mach-Zehnder interferometer and smoke-method. Also, local temperature measurements are made along the vertical wall. Results are obtained for cavity aspect ratios of 4.6, 7.5 and 9.5 and modified Rayleigh numbers ranging from 10$^{3}$ to 10$^{6}$ . Results indicate that the cooling efficiency for the copper wall is superior to that of the epoxy-resin. For the epoxy-resin wall, the protrusion of the heaters plays a role in decreasing the heat transfer performance. The location of maximum temperature is significantly influenced by the wall materials and heater configurations. Correlations relating the Nusselt number to the modified Rayleigh number are proposed.

• 태양에너지
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• 제19권1호
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• pp.77-86
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• 1999

The optimal thermal design of a single heat source on one wall of a vertical open top cavity was studied experimentally. The temperature and flow fields in the cavity were visualized. The objectives of this study is to obtain the best location of the single heat source and to examine the effects of heat source protrusion, substrate thermal conductivity and cavity aspect ratio on the natural convection cooling due to a single heat source. As the results, the cooling effect for the copper substrate is superior to that of the epoxy-resin substrate and is improved with increasing cavity width. For the epoxy-resin substrate of lower conductivity, the protrusion of the heaters plays a role in decreasing the cooling effect. The best location was the mid-height of the substrate.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.281-284
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• 2008

스크램제트 엔진의 연소기 내부 유동은 초음속이므로 유동의 잔류시간과 혼합율의 증대가 효과적인 연소를 가능하게 하는 주요 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 연료-공기 혼합기로써 개방형 공동 모델을 사용하였고, 공동 앞에서의 경사 연료 분사 시 분사구 주위와 공동 주위의 유동특성을 살펴보기 위하여 레이저 슐리렌 기법과 압력측정을 실시하였다. 레이저 슐리렌은 10 ns의 광원 지속시간으로 공동 부근의 비정상 유동 현상을 효과적으로 관찰 할 수 있었다. 또한, 압력측정은 연료 분사 J(운동량비)를 변화시켜 가며 측정하였으며, 운동량비에 따른 연소기 내부 주요 연소발생 지점의 변화를 살펴 볼 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.1189-1196
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• 2001

When fluid flows at high speed over an open cavity, large acousitc pressure is produced by fluid/structure interaction at the downstream edge of the cavity. The goal of this paper is suggestion of effective control method to suppress the noise generated from cavity and numerically simulation of active control. The cavity instability mechanism is simulated and a close-loop control algorithm is implemented. The effects of the actuator and some control function are discussed. The compressible Navier-Stokes equations are solved with the high-order and high-resolution numerical schemes to precisely simulate the interaction between flow and acoustic. The results show that noise is effectively suppressed with the control method suggested in this paper.