• Journal of Biosystems Engineering
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• 제18권2호
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• pp.144-157
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• 1993

환기중인 실험축사내에서 가축의 현열과 환기공기의 온도차에 의한 열부력(熱浮力)(thermal buoyancy)이 공기유동 및 온도분포에 미치는 영향을 구명(究明)하기 위하여 TEACH 컴퓨터프로그램($k-{\varepsilon}$ 난류모형 및 SIMPLE계열 Algorithm)을 Curvilinear Coordinates에 맞게 변형하였다. 계산한 축사내 공기유통 및 온도분포의 유의성(有意性) 검증은 Boon(1978)의 실험결과를 이용하였다. 열부력의 크기에 따른 유동의 변화를 관찰하기 위하여 유입공기의 온도를 $17^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 두 수준으로 입력하였으며, 가축의 현열플릭스(flux)는 실내온도에 따라 변화하므로 유압공기의 온도가 $17^{\circ}C$일 때는 130W/$m^2$, $10^{\circ}C$일 때는 170W/$m^2$을 경계조건으로 입력하였다. 예측한 공기유동의 형태는 실험값(Boon, 1978)과 비교하여 대체로 만족할만한 결과를 얻었다. 그러나 유입공기의 온도가 $10^{\circ}C$인 경우, 예측 공기유동은 실험 유동형태와 차이가 있었다. 즉, 실험에서는 수평슬롯으로 유입된 공기가 바로 아래로 굴절되어 유동(流動)하였으나, 계산의 결과는 일정 거리로 수평방향으로 유동하다가 아래로 굴절하였다. 이런 유동의 차이는 경험적으로 열부력(熱浮力)에 민감하게 반응하지 않는 k-${\varepsilon}$ 난류(亂流)모형의 적용이 원인이 되거나 실험의 부적절한 수행이 원인이 될 수도 있다. 이 유동(流動)의 Reynolds 수(數) (Re)는 약 3,300, 수정Ar수(修正Ar數)(Corrected Archimedes Number : $Ar_c$)64로써, $Ar_c$ <30 이거나 $Ar_c$ >75이면 유입공기의 제트는 수평유동한다는 Randall & Battams(1979)의 연구결과와는 일치하였다. 그러나 공기제트의 굴절은 유동의 특성이 같다하더라도 유체의 성질, 축사의 기하학적 형태에 따라서 매우 민감하게 반응하므로 실제 실험을 통한 재검정과정을 거쳐야 할 것으로 판단된다. Fig. 9와 Fig. 10의 기하학적 형태의 지점별 예측온도와 측정온도(Boon, 1978)와의 편차는 대부분의 지점에서는 $1^{\circ}C$ 미만으로 상당히 정확하였으며, 최대의 온도차는 Fig. 10의 지점 13에서 $1.7^{\circ}C$이었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권4호
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• pp.241-248
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• 2010

본 논문은 조류발전을 위하여 가장 보편적으로 사용되는 수직축 조류발전 터빈의 하나인 다리우스 터빈의 효율에 미치는 다양한 설계변수의 영향을 살펴보기 위하여 수행하였다. 날개 수, 코드 길이, 피치 및 캠버를 설계변수로 채택하였으며, 2차원 및 3차원 비정상 난류유동해석을 위하여 FLUENT의 RANS방정식과 k-e 난류모델을, 격자계 모델링을 위하여 GAMBIT을 이용하였다. 기본적인 수치해석방법은 정현주 등(2009)을 참조하였다. 설계변수 변경에 따른 방대한 계산 량을 감안하여 수치해석의 신뢰도가 허락하는 범위에서 대부분 2차원 해석으로 결과를 도출하였다. 본 연구에서 제시한 설계변수의 최적화를 통하여 기준모형보다 월등한 성능을 보이는 고효율 수직축 터빈 모델을 제시할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.590-593
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• 2009

모델 스크램제트 엔진의 3차원 유동특성 이해를 위하여 다단의 충격파를 발생 시키는 흡입구부터(외부 유동영역) 공동형 보염기, 연소기, 노즐이 포함되는 엔빈 내부 전영역을 통합한 수치해석을 수행하였다. $k-{\omega}$ SST 난류모델과 Sarkar모델이 적용된 저 레이놀즈 수 k-e 난류모델의 해석결과를 실험 결과와 비교하였으며, 흡입구의 측면효과(intake side wall effects)를 살펴보기 위하여 측면의 유무에 따른 유동특성을 관찰하였다. 본 연구에 소요되는 계산시간의 효율성을 위하여 계산영역을 다중블럭으로 구성하였으며, MPI(Massage Passing Interface) 병렬 계산 기법을 적용하였다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제4권2호
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• pp.86-95
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• 2018

The fluid flow over structures has been widely investigated by many researchers because its extensive application in offshore structures, skyscrapers, chimneys and cooling towers, brides. In the viewpoint of reducing the drag for offshore structure, it becomes challenging problem in the field of hydrodynamic of offshore structure. The purpose of this study is to investigate a flow over a square cylinder with an attached splitter plate using RANS method. First, RANS turbulent models such as a standard $k-{\omega}$ model, SST $k-{\omega}$ model, RNG $k-{\varepsilon}$ model, realizable $k-{\varepsilon}$ model, standard $k-{\varepsilon}$ model were used for choosing suitable turbulent model which has the best agreement with available experimental result. Drag of single cylinder estimated by using standard $k-{\omega}$ has a good agreement with published experimental result. Therefore, the stand $k-{\omega}$ was selected for simulation for flow over a square cylinder with an attached plate. Second, the numerical results of drag of square cylinder with an attached splitter plate in various length of an attached plate were performed using RANS method in ANSYS Fluent. In this paper, the numerical simulations were conducted at a Reynolds number of 485 and the thickness of the splitter plate is chosen as a constant value about 10% of cylinder width. The numerical results of drag coefficient of square cylinder are compared with experimental result published by other researchers. Finally, the effect of the splitter plate attached to the rear side of the square cylinder has been investigated numerically with a focus on the drag coefficient and flow characteristic. As a result, the drag coefficient decreases with an increase in splitter plate length.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권8호
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• pp.895-902
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• 2005

Lock-on characteristics of flow around a circular cylinder oscillating rotationally with a relatively high forcing frequency have been investigated experimentally. Dominant governing parameters are Reynolds number (Re), angular amplitude of oscillation (${\theta}_A$), and frequency ratio $F_R=f_f/f_n,\;where\;f_f$ is a forcing frequency and $f_n$ is a natural frequency of vortex shedding. Experiments were carried out under the conditions of $Re=4.14{\times}10^3,\;{\pi}/90{\leq}{\theta_A}{\leq}{\pi}/3,\;and\;F_R=1.0$. The effect of this active flow control technique on the lock-on flow characteristics of the cylinder wake was evaluated with wake velocity measurements and spectral analysis of hot-wire signals. The rotational oscillation modifies the flow structure of near wake significantly. The lock-on phenomenon always occurs at $F_R=1.0$, regardless of the angular amplitude ${\theta}_A$. In addition, when the angular amplitude is less than a certain value, the lock-on characteristics appear only at $F_R=1.0$,. The range of lock-on phenomena expands and vortex formation length is decreased, as the angular amplitude increases. The rotational oscillation create a small-scale vortex structure in the region just near the cylinder surface. At ${\theta}_A=60^{\circ}$, the drag coefficient was reduced about $43.7\%$ at maximum.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권4호
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• pp.298-305
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• 2006

The flow around a circular cylinder which oscillates rotationally with a relatively high forcing frequency has been investigated experimentally using flow visualization and hot-wire measurements. Dominant parameters are Reynolds number (Re), oscillation amplitude $({\theta}_A)$, and frequency ratio $F_R=f_f/f_n$, where $f_f$ is the forcing frequency and $f_n$ is the natural frequency of vortex shedding. Experiments were carried out under the conditions of $Re=4.14{\times}10^3,\;{\theta}_A={\pi}/6$, and $0{\leq}F_R{\leq}2$. The effect of frequency ratio $F_R$ on the flow structure of wake was evaluated by measuring wake velocity profile and spectral analysis of hot-wire signal. Depending on the frequency ratio $F_R$, the cylinder wake has 5 different flow regimes. The vortex formation length and vortex shedding frequency are changed significantly before and after the lock-on regime. The drag coefficient was reduced under the condition of $F_R<1.0$ and the maximum drag reduction is about 33% at $F_R=0.8$. However, the drag is increased as $F_R$ increases beyond $F_R=1.0$. This active flow control method can be effective in aerodynamic applications, if the forcing parameters are selected optimally.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.311-314
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• 2007

곤충의 날개짓을 모방한 공력특성 연구가 초소형 비행체의 설계 파라미터를 구하기 위하여 수행되었다. 한 쌍의 날개 모델은 초파리(rosophila) 날개짓을 모방하기 위하여 200배 확대하였으며, 두 쌍의 공간 4절 링크를 적용하였다. Weis-Fogh 메커니즘을 검증하기 위해 한 쌍의 날개모델은 후행회전(Delayed Rotation)의 움직임을 가지도록 설계되었다. 또한 양력 및 항력은 날개 끝 속도 기준 레이놀즈수 약 1200, 최대 받음각 $40^{\circ}$에서 측정되었다. 모델의 관성력은 99.98%의 진공 챔버로 측정되고 공기속에서 측정된 데이터에서 제거되었다. 본 연구에서 Weis-Fogh 메커니즘의 고양력 효과는 날개의 업스트로크 과정에서 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.42-51
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• 2013

카나드에 의하여 방향조정 되는 탄에서, 여러 상황에 대응하는 공력계수의 값을 획득하기 위한 실험적인 연구를 아음속 풍동에서 수행하였다. 탄의 받음각은 $-5^{\circ}{\sim}15^{\circ}$ 까지 변경하였으며, 카나드의 롤각은 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$ 까지 변경하였다. 방향 전환을 위한 카나드의 받음각은 $-20^{\circ}{\sim}20^{\circ}$ 까지 변경하였다. 여러 입구유속에서 시험을 수행하였으며, 모델의 직경을 기준으로 최대 레이놀즈수는 $5.5{\times}10^5$ 였다. 측정된 공력계수의 값들은 유속의 변화에 대하여 동일한 결과를 보여주었으며, 카나드 롤각이 $0^{\circ}$ 인 경우에 방향 전환을 위한 카나드의 효과가 가장 크게 나타났었다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권4호
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• pp.237-243
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• 2018

Recently, it was predicted that the size of offshore markets will grow as gas prices edge up. This paper presents experimental results for using strings as a suppression device on a circular cylinder and discusses the various data. A test model was used to investigate the role of strings by varying the thickness of the strings used to suppress a cylinder's lateral force taking into account the effect of turbulence promoted. A substantial amount of experimental data were taken from experiments performed on cylinders at Reynolds number up to a maximum value of $10^5$. The suppression of vortex shedding and a lateral force reduction of up to 70% were observed for the cylinder with strings.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권3호
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• pp.275-285
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• 2003

A visualization study on the effect of forcing amplitude in tone-excited jet diffusion flames has been conducted. Visualization techniques are employed using optical schemes. which are a light scattering photography. Flame stability curve is attained according to Reynolds number and forcing amplitude at a fuel tube resonant frequency. Flame behavior is globally grouped into two from attached flame to blown-out flame according to forcing amplitude: one sticks the tradition flame behavior which has been observed in general jet diffusion flames and the other shows a variety of flame modes such as the flame of a feeble forcing amplitude where traditionally well-organized vortex motion evolves, a fat flame. an elongated flame. and an in-burning flame. Particular attention is focused on an elongation flame. which is associated with a turnabout phenomenon of vortex motion and on a reversal of the direction of vortex roll-up. It is found that the flame length with forcing amplitude is the direct outcome of the evolution process of the formed inner flow structure. Especially the negative part of the acoustic cycle under the influence of a strong negative pressure gradient causes the shapes of the fuel stem and fuel branch part and even the direction of vortex roll-up to dramatically change.