• 제목/요약/키워드: Proper Orthogonal Decomposition (POD)

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Effect of aerodynamic modifications on the surface pressure patterns of buildings using proper orthogonal decomposition

  • Tse, K.T.;Chen, Zeng-Shun;Lee, Dong-Eun;Kim, Bubryur
    • Wind and Structures
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    • 제32권3호
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    • pp.227-238
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    • 2021
  • This study analyzed the pressure patterns and local pressure of tall buildings with corner modifications (recessed and chamfered corner) using wind tunnel tests and proper orthogonal decomposition (POD). POD can distinguish pressure patterns by POD mode and more dominant pressure patterns can be found according to the order of POD modes. Results show that both recessed and chamfered corners effectively reduced wind-induced responses. Additionally, unique effects were observed depending on the ratio of corner modification. Tall building models with recessed corners showed fluctuations in the approaching wind flow in the first POD mode and vortex shedding effects in the second POD mode. With large corner modification, energy distribution became small in the first POD mode, which shows that the effect of the first POD mode reduced. Among building models with chamfered corners, vortex shedding effects appeared in the first POD mode, except for the model with the highest ratio of corner modifications. The POD confirmed that both recessed and chamfered corners play a role in reducing vortex shedding effects, and the normalized power spectral density peak value of modes showing vortex shedding was smaller than that of the building model with a square section. Vortex shedding effects were observed on the front corner surfaces resulting from corner modification, as with the side surface. For buildings with recessed corners, the local pressure on corner surfaces was larger than that of side surfaces. Moreover, the average wind pressure was effectively reduced to 88.42% and 92.40% in RE1 on the windward surface and CH1 on the side surface, respectively.

적합직교분해를 이용한 2차원 실린더 후류 유동장 분석 및 재구성 (Analysis and Reconstruction of the 2-D Cylinder Wake Flow Using POD)

  • 이희남;김기희
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.164-169
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    • 2010
  • Proper Orthogonal Decomposition (POD) is applied to the analysis of 2-dimensional cylinder wake flow. Time histories of flow variables were obtained by the incompressible CFD analysis. By using the method of snapshots the correlation matrix was constructed, and then eigenvalues, POD modes and time coefficients were calculated. Finally the flow field was reconstructed by using a few of the lower POD modes, and compared to the original ones.

대형 고체로켓의 그레인간 인히비터에 의한 유동 교란 특성 LES (Large Eddy Simulation on Inhibitor Effect of a Large Solid Rocket Motor)

  • 홍지석;허준영;문희장;성홍계;이도형;김윤곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.31-37
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    • 2011
  • 대형 고체로켓에 존재하는 그레인간 인히비터로 인해 발생하는 유동과 압력의 교란 현상을 조사하기 위해 Large Eddy Simulation과 Proper Orthogonal Decomposition(POD) 기법을 적용하였다. 해석 결과는 실험 결과와 유사하며 정량적 및 정성적 분석을 수행하였다. 인히비터에서 발생하는 와류(vortex)는 노즐헤드와 충돌하여 발생하는 음향가진(acoustic source)에 영향을 받아 주기적으로 발생하는 것을 확인하였다. 또한 3차원 해석 결과 와류가 노즐헤드에 충돌하는 과정에서 유동이 불균형한 형상으로 분해되면서 노즐 출구 유동이 회전하여 롤 토크를 유발함을 확인 하였다.

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사각 스월 연소기에서 냉각 유동을 이용한 연소기 내 유동 불안정 감쇠 및 조종 (Dissipation and Control of Flow Instability in a Rectangular Swirl Combustor using Cooling Flow Injection)

  • 유광희;김종찬;성홍계
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.236-241
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    • 2009
  • 사각 스월 연소기의 냉각 유동에 의한 비반응 난류 유동 특성을 파악하기 위하여 3차원 Large Eddy Simulation(LES)을 수행하였고, 후처리 기법으로 Proper Orthogonal Decomposition(POD) 분석을 이용하였다. 해석에 이용된 연소기 모델은 GEAE사의 LM6000 연소기이다. 냉각 유동의 유입시 전단층(shear layer)의 속도 증가로 인해 중심 재순환 영역의 와류 강도는 강해진 반면 코너 재순환 영역의 와류 강도는 약해진 것을 관찰하였다. 또한 연소실 내 압력변동 폭이 감소하였으며, longitudinal acoustic mode의 감쇠가 두드러지게 나타난 것을 확인하였다.

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접근풍속과 건물 변동풍압력에 대한 연속파동변화법의 적용 (A Continuous Wavelet Study on Approach Wind and Building Pressure)

  • 함희정
    • 산업기술연구
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    • 제25권B호
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    • pp.89-97
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    • 2005
  • Application of proper orthogonal decomposition (POD) and continuous wavelet transform (CWT) is introduced to study wind speed and building roof pressures of flow separation region. In this study, a detailed analysis of the approach wind flow, wind-induced building pressure and the relation between the two fields was carried out using the POD technique and CWT analysis. The results show potential of the application of POD and CWT in characterization of spatio-temporal and spectral properties of the approach wind and its induced dynamic pressure events. Some of findings resulting from the application of this analysis can be summarized as follows: (1) The POD first principal coordinate of the roof pressure in the separated shear layer is closely correlated with the longitudinal component of oncoming flow. (2) The CWT analysis suggests that the extreme peak pressure in the separated shear layer is due to condensed large-scale eddy motions.

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Basis Mode of Turbulent Flame in a Swirl-Stabilized Gas Turbine using LES and POD

  • Sung, Hong-Gye;Yang, Vigor
    • 한국연소학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.29-35
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    • 2001
  • Unsteady numerical study has been conducted on combustion dynamics of a lean-premixed swirl-stabilized gas turbine swirl injector. A three-dimensional computation method utilizing the message passing interface (MPI) parallel architecture, large eddy simulation(LES), and proper orthogonal decomposition (POD) technique was applied. The unsteady turbulent flame dynamics are simulated so that the turbulent flame structure can be characterized in detail. It was observed that some fuel lumps escape from the primary combustion zone, and move downstream and consequently produce hot spots. Those flame dynamics coincides with experimental data. In addition, basis modes of the unsteady turbulent flame are characterized using proper orthogonal decomposition (POD) analysis. The flame structure based on odd basis modes is apparently larger than that of even ones. The flame structure can be extracted from the summation of the basis modes and eigenvectors at any moment.

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PIV/POD 기법을 이용한 냉장고 냉기류 성능평가 (Performance Tests of the Frozen Air Flows in a Refrigerator using PIV/POD Technique)

  • 김경천;김석로;김종욱
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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    • pp.97-100
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    • 2007
  • A new evaluation method for the performance tests of the frozen air in a refrigerator using PIV(Particle Imaging Velocimetry) and POD(Proper Orthogonal Decomposition) techniques is introduced. A two-door refrigerator model was tested for the experiments. Actual temperature measurements were carried out for the drawer No.4 in refrigerator. By evaluating the characteristics of the interior flow of the refrigerator, an optimal shape of the drawer could be suggested through the PIV evaluation test. In this research, in order to find influences the turbulent kinetic energy contribution associated with the dynamic structures, we executed a POD analysis using the method of snapshots and the instantaneous fluctuating velocity field.

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외연적 시간적분법 활용 동적 구조해석 속도 향상을 위한 적합직교분해 기반 침습적 차수축소모델 적용 연구 (Proper Orthogonal Decomposition Based Intrusive Reduced Order Models to Accelerate Computational Speed of Dynamic Analyses of Structures Using Explicit Time Integration Methods)

  • 황영광;김명일
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.9-16
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    • 2024
  • 일반적으로 적합직교분해(proper orthogonal decomposition, POD) 기반의 침습적(intrusive) 차수축소모델(reduced order model, ROM)을 활용하면 구조 시스템의 전체 자유도를 크게 줄이고 외연적 시간 적분법에서 해의 안정성을 만족하는 임계 시간 간격을 증가시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 POD-ROM을 활용하여 Voronoi-cell 격자 요소로 이산화된 구조 시스템의 축소와 이에 따른 외연적 시간 적분법의 임계 시간 간격 및 해석 정확도 변화를 살펴보았다. 또한 지진하중과 같은 불규칙한 하중 이력을 받는 구조물 응답 해석에 POD-ROM을 적용하였다. 해석 결과 ROM을 통해 해의 정확도를 충분히 확보하면서 연산 시간을 크게 단축할 수 있음을 확인하였다. 또한 POD-ROM과 VCLM의 연계 방안의 적절성을 확인하였다. 향후 해당 연구는 고정밀 대용량 동적 구조해석의 실용성을 높이고, 설계 변수에 따른 구조물 동적 거동의 실시간 예측을 위한 기반 연구로 활용될 수 있다.

적합직교분해를 이용한 로터 블레이드의 차수축소모델 구축 및 공력특성 분석 (Efficient Analysis of the Aerodynamic Characteristics of Rotor Blade Using a Reduced Order Model Based on Proper Orthogonal Decomposition Method)

  • 정성기;느고콩덕;양영록;조태환;명노신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1073-1079
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    • 2009
  • 본 연구에서는 전진 비행하는 헬리콥터 로터 블레이드 표면의 압력장에 대한 공력 특성 분석 및 차수축소모델 구축을 위해 적합직교분해 (POD) 방법을 이용하였다. 에너지가 큰 특정 모드를 기반으로 전진 비행하는 비정상 로터 블레이드에 대한 공기역학적 특성을 분석하였으며, CFD 계산 결과의 검증을 위해 제자리비행에 대한 실험 결과와 비교하였다. 수렴속도를 향상시키기 위해 Multi-grid 기법을 사용하였으며, 회전하는 로터 블레이드 주위의 비정상 유동을 모사하기 위해 슬라이딩 격자를 이용하였다. 그 결과 240개의 Snapshot에 대해 에너지율 99% 이상을 포함하는 지배적인 POD 모드 7개가 선정되었으며, POD 모드와 전개 계수를 이용하여 차수축소모델을 성공적으로 구축하였다.

POD를 이용한 1차원 천수 근사방정식의 유동해석 (OD analysis of fluid flows given by one-dimensional shallow water equations)

  • 서용권;박준관;문종춘;김용균
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권12호
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    • pp.1679-1689
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    • 1997
  • In this paper, a precise description is given to the basic theory as well as the detailed algorithms for the numerical treatment of the method of POD (proper orthogonal decomposition). This method is then applied to analysing the numerical solutions of one-dimensional shallow-water equations to show how the method is affected by various parameters such as the sampling time, sampling numbers, and the spatial resolution for the autocorrelation function. A few curious features associated with this flow model found through the analysis are further explained and discussed.