Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.30
no.2
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pp.252-261
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2024
This research establishes design standards for vortex reduction devices (VRDs) aimed at minimizing underwater radiated noise by mitigating horseshoe vortex (HSV) and root vortex (RV) generated at the junction of appendages and the hull of underwater vehicles. Initial analysis replaced the influence of appendage dimensions and flow velocity with the Reynolds number by verifying the Reynolds similarity of vortex flows. The three-dimensional surfaces of VRDs were parameterized using Bezier curves. Optimal length-to-height ratios were identified by evaluating the vortex reduction performances of VRDs with various dimensions. Ultimately, non-dimensional design standards were derived for VRDs, ensuring effective vortex reduction across any appendage, thereby enhancing stealth performance.
The characteristics of tip vortex within a blade tip region were examined experimentally in various flow coefficients by the way of changing tip clearance and blade stagger angle in an axial Low Speed Research Compressor(LSRC). The objective was to identify the unsteady pressure distribution in the blade passage by ensemble average technique acquired from high-frequency response pressure transducers and the tip vortex by root mean square value(RMS value). Data were reduced statistically using phase-lock technique for detailed pressure distributions.
Objectives: The aim of this study was to compare root canal volume change and canal transportation by Vortex Blue (VB; Dentsply Tulsa Dental Specialties), ProTaper Next (PTN; Dentsply Maillefer), and ProTaper Universal (PTU; Dentsply Maillefer) nickel-titanium rotary files in curved root canals. Materials and Methods: Thirty canals with $20^{\circ}-45^{\circ}$ of curvature from extracted human molars were used. Root canal instrumentation was performed with VB, PTN, and PTU files up to #30.06, X3, and F3, respectively. Changes in root canal volume before and after the instrumentation, and the amount and direction of canal transportation at 1, 3, and 5 mm from the root apex were measured by using micro-computed tomography. Data of canal volume change were statistically analyzed using one-way analysis of variance and Tukey test, while data of amount and direction of transportation were analyzed using Kruskal-Wallis and Mann-Whitney U test. Results: There were no significant differences among 3 groups in terms of canal volume change (p > 0.05). For the amount of transportation, PTN showed significantly less transportation than PTU at 3 mm level (p = 0.005). VB files showed no significant difference in canal transportation at all 3 levels with either PTN or PTU files. Also, VB files showed unique inward transportation tendency in the apical area. Conclusions: Other than PTN produced less amount of transportation than PTU at 3 mm level, all 3 file systems showed similar level of canal volume change and transportation, and VB file system could prepare the curved canals without significant shaping errors.
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.
In order to investigate the vortex body frame interaction around the side mirror of a passenger car, velocity vector fields in the wake, pressure distributions and boundary layer flows over both the mirror surface and the mirror housing, have been measured by several experimental tools. It was resulted that only within an half downstream distance of the mirror span there appears the recirculation zone, and also found that vortex trail towards to the driver side window between A and B pillars, making the acoustic noise and vibration. Wake vortex rolls up after this recirculating zone and makes the trail of the vortex center towards the driver side window, which was also confirmed by measurements of wake velocity vectors in the vertical sections of the trail and visualization over the side mirror surfaces as well. It was also observed that total pressure distribution over the mirror surface has the minimum peak near the lower tip region which can be considered as the origin of the vortex center. It can be concluded that the geometrical modification of the lower tip and the upper root area of the mirror housing is the key to control the wake vortex.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.10
no.2
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pp.212-224
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2018
The characteristics of the relationship between the evolution of propeller trailing vortex wake and skew angle are numerically examined based on four different five-blade David Taylor Model Basin (DTMB) model propellers with different skew angles. Numerical simulations are based on Reynolds-averaged Naviere-Stokes (RANS) equations combined with SST $k-{\omega}$ turbulence model. Results show that the contraction of propeller trailing vortex wake can be restrained by increasing skew angle and loading conditions, and root vortices fade away when the propeller skew angle increases. With the increase of the propeller's skew angle, the deformation of the hub vortex and destabilization of the tip vortices are weakening gradually because the blade-to-blade interaction becomes weaker. The transition trailing vortex wake from stability to instability is restrained when the skew increases. Furthermore, analyses of tip vortice trajectories show that the increasing skew can reduce the difference in trailing vortex wake contraction under different loading conditions.
Statistical analysis on the measured responses of a suspension bridge deck (Law, et al. 2007) show that vibration response at the first torsional mode of the structure has a significant increase at and beyond the critical wind speed for vortex shedding as noted in the wind tunnel tests on a sectional model. This paper further analyzes the measured responses of the structure when under typhoon conditions for any possible vortex shedding events. Parameters related to the lifting force in such a possible event and the vibration amplitudes are estimated with a single-degree-of-freedom model of the system. The spatial correlation of vortex shedding along the bridge span is also investigated. Possible vortex shedding events are found at both the first torsional and second vertical modes with the root-mean-square amplitudes comparable to those predicted from wind tunnel tests. Small negative stiffness due to wind effects is observed in isolated events that last for a short duration, but the aerodynamic damping exhibits either positive or negative values when the vertical angle of wind incidence is beyond ${\pm}10^{\circ}$. Vibration of the bridge deck is highly correlated in the events at least in the middle one-third of the main span.
The development and interaction of vortices over a delta wing with leading edge extension (LEX) was investigated through off-surface flow visualization using micro water droplets and a laser beam sheet. Angles of attack of $20^{\circ}$ and 24$^{\circ}$ were tested at sideslip angles of $0^{\circ}$, $-5^{\circ}$, and $-10^{\circ}$ The flow Reynolds number based on the main-wing root chord was $1.82{\times}10^{5}$. The wing vortex and the LEX vortex coiled around each other while maintaining comparable strength and identity at a zero sideslip. The increase of angle of attack intensified the coiling and shifted the cores of the wing and LEX vortices inboard and upward. By sideslip, the coiling, the merging and the diffusion of the wing and LEX vortices were increased on the windward side, whereas they were delayed significantly on the leeward side. The present study confirmed that the sideslip angle had a profound effect on the vortex structure and interaction of a delta wing with LEX, which characterized the vortex-induced aerodynamic load.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.9
no.1
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pp.84-93
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2001
The aim of this study is to provide fundamental informations that make it possible to use a cool stream and a hot stream simultaneously. We changed the pressure of compressed air that flows into a tube, the inner diameter of orifice that a cold stream exits, and the mass flow rate ratio. And in each case, we measured the temperature of a cold stream and a hot stream in each exit of a tube. Also we measured the axial temperature distribution and the radial temperature distribution in internal space of a tube. From the study, following conclusive remarks can be made. Average flow rate that flows into a tube is in proportion to square root of inlet pressure. As inlet pressure increases axial and radial temperature distribution in the inner space of vortex-tube increase. As mass flow rate ratio change, separation point moves.
To investigate the motion-induced aeroelastic effects (or aerodynamic feedback effects) on a square cylinder in uniform flow, a series of wind tunnel tests involving the pressure measurement of a rigid model (RM) and simultaneous measurement of the pressure and vibration of an aeroelastic model (AM) have been systematically carried out. More specifically, the aerodynamic feedback effects on the structural responses, on the mean and root-mean-square wind pressures, on the power spectra and coherence functions of wind pressures at selected locations, and on the aerodynamic forces were investigated. The results indicated the vibration in the lock-in range made the shedding vortex more coherent and better organized, and hence presented unfavorable wind-induced effects on the structure. Whereas the vibration in the non-lock-in range generally showed insignificant effects on the flow structures surrounding the square cylinder.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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