• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.45-49
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• 2006

물분사장치가 부착된 NACA-0021 익 주변의 흐름을 입자영상유속계를 이용하여 고찰하였다. $R_w=6.0261{\times}10^4$에서 영각(a)을 $0^{\circ}{\sim}35^{\circ}$로 변화시켜가며, 물분사 속도를 0[m/s], 9.2[m/s]의 2가지로 조절한 결과 익 후류영역에서는 박리 후 비정상적인(unsteady) 재순환 ${\cdot}$ 재부착 영역이 형성되었으며, 박리영역의 폭이 콴다 효과(Coanda effect)를 갖는 물분사로 인하여 최대 1/3만큼 감소하는 경향을 확인하였다. ?Nㄴ사가 없는 조건에서의 박리는 영각(a) $17^{\circ}{\sim}18^{\circ}$ 부근에서 시작되는 것이 관측되었으나, 물분사를 시켰을 경우 $20^{\circ}{\sim}21^{\circ}$에서 박리가 시작되는 것을 유동관측을 통해 알 수 있었다. 유동계측을 통해 익의 후연부(trailing edge)에서 생성되었던 와(vortex, eddy)가 물제트분사로 인해 소멸되는 것을 알 수 있었고, 영각이 작고 물분사 유속이 빠를수록 박리영역의 감소가 더욱 가속화됨을 알 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.46-52
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• 2010

In the present work, the aerodynamic characteristics of elliptic airfoils which have a 12% thickness ratio are numerically investigated based on Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and a transition SST model at a Reynolds number 8.0$\times$105. The numerical simulation of a synthetic jet actuator which is a well-known zero-net-mass active flow control actuator located at x/c = 0.00025, was performed to control massive flow separation around the leading edge of the elliptic airfoils. Four cases of non-dimensional frequencies were simulated at an angle of attack of 12 degree. It is found that the size of the vortex induced by synthetic jets was getting smaller as the jet frequency becomes higher. Comparison of the location of synthetic jets between x/c = 0.00025 (around the leading edge) and x/c = 0.9 (near the separation) shows that the control near the leading edge induces closed recirculation flow regions caused by the interaction of the synthetic jet with the external flow, but the control applied at 0.9c (near the trailing edge) induces a very small and weak vortex which quickly decays due to weak intensity.

• 한국추진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.9-15
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• 2010

과팽창 로켓노즐에서 발생하는 충격파 박리패턴의 천이 유동장을 예측하기 위해 축대칭 수치해석적연구를 수행하였다. 비정상, 압축성 N-S 방정식에 k-$\omega$ SST 난류모델을 적용하여, 유한 체적법으로 계산하였다. 종래의 실험적 연구 결과와 비교하였으며, 계산된 결과와 정성적으로 잘 일치하였다. 본 연구의 결과로부터 RSS에서 FSS로 천이할 때 가장 큰 횡력이 발생하며, 이는 비점성 제트 코어 영역에서 발생하는 Vortex ring의 발달로 기인됨을 예측하였다. 또한 엔진 시동과정과 정지과정에서 발생하는 히스테리시스 현상을 잘 모사하였다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권3호
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• pp.215-222
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• 2009

Jets issuing through small holes in a wall into a freestream has proven effective in the control of flow separation. This technique is known as the vortex generator jet (VGJs) method. If a precursor signal of separation is found, the separation control system using VGJs can be operated just before the onset of separation and the flow field with no separation is always attained. In this study, we measured the flow field and the wall static pressure in a two-dimensional diffuser to find a precursor signal of flow separation. The streamwise velocity measurements were carried out in the separated shear layer and spectral analysis was applied to the velocity fluctuations at some angles with respect to the diffuser. The pattern of peaks in the spectral analysis changes as the divergence angle increases over the angle of which the whole separation occurs. This change in the spectral pattern is related to the enhancement of the growth of shear layer vortices and appears just before the onset of separation. Therefore, the growth of shear layer vortices can be regarded as a precursor signal to flow separation.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.157-164
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• 2015

The present work performs three-dimensional flow calculations based on Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) and Delayed Detached Eddy Simulation (DDES) to investigate the flow field of a transonic rotor (NASA Rotor 37) at near-stall condition. It is found that the DES approach is likely to predict well the complex flow characteristics such as secondary vortex or turbulent flow phenomenon than RANS approach, which is useful to describe the flow mechanism of a transonic compressor. Especially, the DES results show improvement of predicting the flow field in the wake region and the model captures reasonably well separated regions compared to the RANS model. Besides, it is discovered that the three-dimensional vortical flows after the vortex breakdown from the rotor tip region are widely distributed and its vortex structures are clearly present. Near the rotor leading edge, a part of the tip leakage flows in DES solution spill over into next passage of the blade owing to the separation vortex flow and the backflow is clearly seen around the trailing edge of rotor tip. Furthermore, the DES solution shows strong turbulent eddies especially in the rotor hub, rotor tip section and the downstream of rotor trailing edge compared to the RANS solution.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.197-206
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• 2009

스마트 무인기의 공력특성을 향상시키기 위하여 주익에는 와류생성기(vortex generator), 주익의 끝단에는 유동펜스(flow fence)를 적용하였다. 와류생성기는 SUAV의 최대양력계수와 실속각을 지연시키는 효과가 있었지만 높은 항력증가를 초래하여, 결국에는 양항비가 줄어들었다. 이를 개선하기 위하여 L-형태와 높이가 3mm와 5mm인 와류생성기를 적용하였다. 유동펜스는 나셀 틸팅각이 증가함에 따라 나셀에서 발생하는 박리에 의하여 주익성능이 감소하는 현상을 방지하기 위하여 사용하였다. 두 가지 유동제어 장치를 사용함에 따라 스마트 무인기의 공력특성들이 어떻게 변화하였는지를 정리하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.76-83
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• 2010

본 연구는 정렬배열 및 엇갈림배열 상태에 놓인 원주군 주위의 유동장 특성을 와법으로 수치계산한 것이다. 계산은 피치 비 Pt/D=1.25~2.0, 레이놀즈 수 Re=$4.0{\times}10^1{\sim}4.0{\times}10^4$의 범위 내에서 각 유동장의 순간 볼텍스 분포, 순간 속도분포를 계산하였다. 정렬배열 및 엇갈림 배열 모두 각 원주의 상방에서는 시계방향의, 하방에서는 반시계방향의 볼텍스가 발생하였다. 각 배열 모두 원주군 후방에서 역류의 발생여부는 피치 비와 레이놀즈 수에 기인하며, 같은 레이놀즈 수에서는 피치 비가 작을수록, 그리고 같은 피치 비에서는 레이놀즈 수가 클수록 원주군 후방에서 역류발생이 쉽게 일어났다. 그리고 그 경계영역은 정렬배열의 경우 피치 비 Pt/D=1.5, 레이놀즈 수 Re=400~4,000, 엇갈림 배열의 경우 피치 비 Pt/D=1.4, 레이놀즈 수 Re=40~400에 존재했다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.585-595
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• 2011

사각형 및 원형 출구 형상 synthetic jet의 수치적 연구를 통하여 유입류가 존재할 경우 평판에서의 유동 구조 및 유동 제어 효과를 분석하였다. 사각형 출구 형상의 경우, jet 직후에 강한 vortex가 생성되지만 주변에 적은 momentum을 공급하기 때문에 유입류 방향으로 갈수록 유동제어 효과가 감소하게 된다. 원형 출구 형상의 경우, 규칙적인 vortex의 형태가 slot 중앙부터 끝까지 나타나고 보다 멀리까지 jet vorticity의 영향이 미치게 된다. 유동제어 효과를 예상하기 위하여 위치 별 wall shear stress를 비교하였다. 이에 원형 출구 형상이 사각형 출구 형상보다 유동제어 효과가 더 클 것으로 판단된다. 또한 최적의 원형 출구 형상을 도출하기 위하여, hole gap과 diameter의 변화에 따른 유동 구조 및 유동 제어 효과를 비교 분석하였다. 그 결과, hole diameter와 gap를 고려하여 원형 출구 형상을 설계할 경우 유동제어 효과를 극대화 할 수 있음을 밝혔다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.751-759
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• 2008

본 연구에서는 구조적 기본단면인 사각단면중에서 B/D=2,3,4,5 단면을 대상으로 단면주위 흐름상태가 단면의 공기력 특성에 미치는 영향을 살펴보고, 정지/진동하는 B/D=4 사각실린더 주위의 비정상압력장에 POD해석을 도입함으로써 흐름패턴에 따른 POD해석의 고유벡터를 규정하고 실린더 주위 흐름장 안에 공존하는 서로 다른 흐름패턴의 상호간섭과 물리적 모드분해에 관하여 검토하였다. POD해석의 고유벡터 비교를 통해서 칼만와류는 박리버블에 의해서 거의 영향받지 않지만 칼만와류는 단면후류부에서 박리버블의 발달에 상당히 간섭하고 있음을 확인하 였다. 변장비(B/D=2,34,5) 변화에 따른 ${dC_L/d\alpha}$, ${H_1^{*}}$의 정(+)부(-)의 차이, 즉 갤로핑현상에 대한 안정/불안정성은 박리전단층의 재부착에 깊은 관련이 있는 것으로 판단되며 B/D=3,4에서 시간평균적으로 재부착하던 주위흐름장이 칼만와류의 방출을 제어하면 재부착하지 않는 것으로 생각된다. 즉, 칼만와류의 억제는 후류부에서 박리전단층의 곡률이 작아지도록 간섭하고 단면에 있어서 elongation효과를 나타낸다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권9호
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• pp.1218-1225
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• 2002

Large-scale vortical structure of a turbulent separation bubble affected by unsteady wake is essential to understand flow mechanisms in various fluid devices. A spoked-wheel type of wake generator provides unsteady wake, which modifies the turbulent separation bubble significantly by changing rotation directions and passing frequencies. A detailed mechanism of vortex shedding from the separation bubble with unsteady wake is analyzed by taking a conditional average with spatial box filtering, which spatially integrates measured signals at pre-determined wavelength. A convecting nature of the large-scale vortical structure is analyzed carefully. Spatial evolution of the large-scale vortical structure with frequency variance is also exemplified.