• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.181-188
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• 2004

The frequency characteristics in an axial flow fan operating at a design and three off-design operating conditions have been investigated by measuring the velocity fluctuation of a tip leakage vortex and a wake flow. Two hot-wire probe sensors rotating with the fan rotor. a fixed and a moving ones, were introduced to obtain a cross-correlation coefficient between two sensors as well as the fluctuating velocity. The results show that the spectral peaks due to the fluctuating velocity near the rotor tip are mainly observed in the reverse flow region of higher flow rates than those in the peak pressure operating condition. However, no peak frequency presents near the rotor tip for near stall condition. Detailed wake flow just downstream of the rotor blade was also measured by the rotating hot-wire sensor. The peak frequency of a high velocity fluctuation due to Karman vortex shedding in the wake region is mainly observed at the higher flow rate condition than that in the design point.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.213-220
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• 2002

Modifying effects of the rectangular forward step for suppressing the unsteady pressure fluctuation during interaction between the upstream vortical flow and the edge are studied numerically. The vertical flow is modeled by a point vortex, and the unsteady pressure coefficient is obtained from the velocity and the potential fields. To investigate the effects of the edge shape the rectangular forward step is chamfered wish various angles. Calculation shows that the pressure peaks become decreased by increasing the vortex height as well as the chamfering angle. The pressure amplitudes are very sensitive to the change of the initial vertex height and its strength. From this study we can find out that the chamfered edge has two effects; the one is that it suppresses the pressure amplitude generated from the edge, and the other is that it decreases the time variation of unsteady pressure fluctuation. These modifying concepts can be applied to attenuate the self-sustained oscillation mechanism at the open cavity flow.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.645-652
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• 1994

The leading edge of a turbine blade was simulated as a circular cylindrical surface. The effect of free-stream turbulence on the mass transfer upstream of the injectionhole has been investigated experimentally. The effects of injection location, blowing ratio on the Sherwood number distribution were examined as well. The mass transfer coefficients were measured by a naphthalene sublimation technique. The free-stream Reynolds number based on the cylinder diameter is 53,000. Other conditions investigated are: free-stream turbulence intensities of 3.9% and 8.0%, injection locations of $40^{\circ}$, $50^{\circ}$, and $60^{\circ}$ from the front stagnation point of the cylinder, and blowing ratios of 0.5 and 1.0. The role of the horseshoe vortex formed upstream edge of the injected jet is dicussed in detail. When the blowing ratio is unity, and the coolant jet is injected at $40^{\circ}$, the mass transfer upstream of the jet is not affected by the coolant jet at all. On the other hand, when the injection hole is located beyond $50^{\circ}$, the mass transfer upstream edge of the injection hole suddenly increases due to the formation of the horseshoe vortex, but it dereases as the free-stream turbulence intensity increases because the strength of the horseshoe vortex structure becomes weakened. The role of the horseshoe vortex is clearly evidenced by placing a rigid rod at the injection hole instead of issuing the jet. In the case of the rigid rod, the spanwise Sherwood number upstream of the injection hole is much larger due to the intense influence of the horseshoe vortex.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권11호
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• pp.1618-1629
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• 2003

The effects of the interaction between flow field and heat transfer caused by the longitudinal vortices are experimentally investigated using a five hole probe and a transient liquid crystal technique. The test facility consists of a wind tunnel with vortex generators protruding from a bottom surface and a mesh heater. In order to control the strength of the longitudinal vortices, the angle of attack of vortex generators used in the present experiment is 20$^{\circ}$, and the spacing between the vortex generators is 25mm. The height and cord length of the vortex generator is 20mm and 50mm, respectively. Three-component mean velocity measurements are made using a f-hole probe system, and the surface temperature distribution is measured by the hue capturing method using a transient liquid crystal technique. The transient liquid crystal technique in measuring heat transfer has become one of the most effective ways in determining the full surface distributions of heat transfer coefficients. The key point of this technique is to convert the inlet flow temperature into an exponential temperature profile using the mesh heater set up in the wind tunnel. The conclusions obtained in the present experiment are as follows: The two maximum heat transfer values exist over the whole domain, and as the longitudinal vortices move to the farther downstream region, these peak values show the decreasing trends. These trends are also observed in the experimental results of other researchers to have used the uniform heat flux method.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.198-208
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• 1995

Riser 내부의 유체흐름을 포함해서 동적해석을 하기 위해 유도된 비선형 모델의 근사화한 형태에 Iwan-Blevin의 모델을 결합함으로써 흐름-소용돌이 모델이 개발되며 개발된 수학약모델을 해석함으로써 면내 조류흐름에 따라 형성된 면외 과류로 인한 riser의 진동에 내부 유체흐름이 미치는 영향에 관해 조사하였다. Riser 내부 유체흐름은 일정한 유속분석을 가진 정상류로 가정하며 riser관은 신축성 혹은 비신축성 관상빔으로 간주된다. 유도된 모델에 Galerkin의 유한요소근이법을 적용함으로써 수치해석을 위한 모델을 개발하였다. 관내부 유체 흐름이 riser의 소용돌이로 인한 진동특성에 미치는 영향을 상부 인장력, 내부류체 흐름 혹은 조류속도 등과 같은 여러 영향요인 등을 변화시키면서 조사하였다. 수치해석 결과 내부유체 흐름으로 인한 영향을 줄이기 위하여 riser의 상부에 인장력을 riser의 허용내력 한도내에서 증가시키는 방법이 있으나 vortex shedding으로 인해 형성되는 resonance band를 피하기 위해 설계 관점에서 세심한 주의가 요구된다. 특히 길이가 긴 rise에 대한 세심한 주의가 요구된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1355-1364
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• 2001

Characteristics of secondary vortices is topologically investigated in the near-wake region of a circular cylinder, where the Taylor's hypothesis does nut hold. The three-dimensional flow fields in the wake-transition regime were measured by a time-resolved PIV for various planes of view. The convection velocities of the Karman and secondary vortices are evaluated from the trajectory of the vortex center. Then, saddle points are determined by applying the critical point theory. It is shown that the inclination angle of the secondary vortices agrees well with the previous experimental data. The flow fields in a moving frame of reference have several critical points and the mushroom-like structure appears in the streamline patterns of the secondary vortices. Since the distributions of fluctuating Reynolds stresses defined by triple decomposition are closely related with the existence of secondary vortices, the physical meaning of them is explained in conjunction with the vortex center and saddle point trajectories.

• 한국지구과학회지
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• 제22권6호
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• pp.512-527
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• 2001

복합지형을 지나는 박리흐름(separated flows)들이 와도 이론에 의해 모델링 되었다. 흐름은 비회전성 및 비점성으로 가정하였으며, 선형 시어흐름에 대한 유선함수를 결정하기 위해 새로운 기법이 기술되었다. 지형지물의 형태로는 snow cornice과 backward-facing step을 정의하였으며, 이러한 지형지물의 후미에는 유체의 박리현상과 역류현상(reattachment)이 생긴다. 유체의 박리현상이 지형지물의 가장자리에 발생되게 하기 위해 점 와도를 흐름에 발생시켰고, 지형지물의 가장자리에 있는 뾰족한 부분을 완화하고 최대곡률 부근에서의 섭동운동에 중요한 박리흐름 발생지점의 구속조건을 없애기 위해 conformal mapping을 수정하였다. 와도 발생지점에서 와도를 평형으로부터 이동시키거나, 또는 임의의 섭동을 초기흐름에 가하는 방식으로 섭동을 가하여 비정상흐름을 발생시켰다. 박리지점의 풍상측에서 연속적으로 방출되고, 또한 bubble의 이차순환에 의해 변형된 물질의 궤적들이 수치적으로 적분되었으며, 시간에 대한 농도누적이 역류지점의 풍하측 고정된 지점에서 계산되었다. 본 연구에 사용된 모델은 방출물질의 확산형태와 간헐성을 제대로 다룰 수 있음을 알 수 있으며, 이산적인 방법에 의한 다중-와도모델 및 수치모델의 결과들과도 일치한다. 본 연구에 의하면, 박리 및 역류현상이 있는 유체의 흐름 속에 순환하는 bubble들의 비정상상태(unsteadiness)는 풍하측에서 대규모의 고농도 누적을 일으키는 주요 원인이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.28-35
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• 2002

공동흐름에서 직각 계단은 커다란 소음의 원인이 되어 많은 사람들의 와류와 직각계단의 상호 작용 시에 발생되는 소음의 저감 방안을 연구하여 왔다. 본 연구에서는 2차원 저아음속 와류 흐름이 전향계단을 지날 때 발생되는 유동 소음을 전향계단의 형상 변화를 통한, 즉, 계단의 모따기 양과 각도를 바꾸어 가면서 수치적으로 계산하였다. 내부 유동장을 구하기 위해서 비압축성 비점성 이산와류 모델을 가정하였으며, 유동정보로부터 원거리로의 음향장 계산은 MAE 이론을 적용하여 구하였다. 음원에서의 음압과 음압강도를 모따기 높이 및 모따기 각도와 최기 와류의 높이를 변화시켜가면서 다양하게 수치적인 결과를 얻어내었다. 본 연구를 통해서 계단에 접근하는 와류에 의한 원거리 음압은 모따기 양이 계단 높이의 30%에서 모따기 각도가 $15^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$°사이일 때 가장 소음이 적게 발생되는 결과를 얻어내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권5호
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• pp.385-394
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• 2012

아음속-초음속 패널법(panel method)을 이용하여 항공기의 정적 안정성 미계수와 동적 안정성 미계수 및 조종미계수를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 사용된 코드는 아음속-초음속 소스(source)와 말굽 와류(elementary horse shoe vortex)의 분포를 사용하고, 그 분포의 크기는 얇은 물체 근사(thin body approximation)을 적용하여 간략히 한 경계 조건을 이용하여 계산하였다. 항공기에 부착된 물체 좌표계에서 준정상(quasi-steady) 해석을 통해서 항공기 3축의 댐핑 계수를 예측하였다. 개발된 코드는 삼각날개(delta-wing)의 중립점(neutral point), 롤, 피치 댐핑 계수의 이론치와 비교하여 검증하였다. 마지막으로 F-18의 정적, 동적 안정성 미계수와 조종 미계수를 풍동 시험치와 계산치에 비교하여 개발한 코드의 정확성과 유용성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.127-134
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• 2004

Control of drag force on a circular cylinder using multiple detached splitter plates is numerically studied for laminar flow Two splitter plates with the same length as the cylinder diameter (d) are placed horizontally in the upstream of the cylinder and in the near-wake region, respectively. Their positions are described by the gap ratios (G$_1$/d, G$_2$/d), where G$_1$ represents the gap between the cylinder stagnation point and the rear edge of the upstream splitter plate, and G$_2$ represents the gap between the cylinder base point and the leading edge of the rear splitter plate. The drag varies with the two gap ratios; it has the minimum value at a certain set of gap ratios for each Reynolds number The upstream splitter plate decreases the stagnation pressure, while the rear splitter plate increases the base pressure by suppressing vortex shedding. This combined effect causes a significant drag reduction on the cylinder Particularly, the drag sharply increases past an optimum G$_2$/d; this seems to be related to a sudden change in bubble size in the wake region.