• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.257-261
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• 2003

A free stream vortical disturbance generated by a single axial vortex of periodically modulated strength was used to investigate vortical receptivity of a flat plate boundary layer to low-frequency spatially localized free-stream disturbances. It was found that the boundary-layer response was dominated by stream-wise velocity perturbation (streak). However, in contrast to the stationary streaks considered by Boiko (2002), its intensity showed no pronounced growth along the flat plate.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.613-618
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• 2019

열교환기에서 유동 유발 진동은 배관의 파손을 유발할 수 있어서 열교환기의 구조 안정성을 위해 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 본 연구는 단일 원관에서 입구의 유속이 일정한 경우와 주기적인 변동이 있는 경우에 대하여 시간에 따라 원관 주위에서 와류의 생성, 발달 및 분리 특성을 비교 분석하고 양력과 항력의 시간 변화 특성과 PSD 특성을 살펴보아 단일 원관에서 전방류의 주기적인 속도 변동에 따른 유동 특성을 규명하였다. 일정 입구 유속의 경우는 잘 알려진 칼만 와류 분포를 보여 주었으며 원관의 상하에서 교대로 와류가 발생, 성장, 분리하는 것을 관찰할 수 있었다. 주기적인 입구 유속의 경우는 원관의 상하에서 동시에 와류가 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 일정 입구 유속의 경우는 양력의 PSD 크기가 항력에 비해 약 500배 컸으며 주파수는 31.15 Hz이며 항력은 2배인 62.3 Hz로 나타났다. 주기적인 입구 유속의 경우는 항력의 PSD가 양력보다 약 500배 컸으며 주파수는 입구 유속의 주파수와 동일하게 15.57 Hz이며 양력의 주파수는 일정 입구 유속과 같은 칼만 와류 주파수인 31.15 Hz로 나타났다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제9권2호
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• pp.182-193
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• 2016

Introduction of intermittent electricity production systems like wind and solar power to electricity market together with the deregulation of electricity markets resulted in numerous start/stops, load variations and off-design operation of water turbines. Hydraulic turbines suffer from the varying loads exerted on their stationary and rotating parts during load variations since they are not designed for such operating conditions. Investigations on part load operation of single regulated turbines, i.e., Francis and propeller, proved the formation of a rotating vortex rope (RVR) in the draft tube. The RVR induces pressure pulsations in the axial and rotating directions called plunging and rotating modes, respectively. This results in oscillating forces with two different frequencies on the runner blades, bearings and other rotating parts of the turbine. This study investigates the effect of transient operations on the pressure fluctuations exerted on the runner and mechanism of the RVR formation/mitigation. Draft tube and runner blades of the Porjus U9 model, a Kaplan turbine, were equipped with pressure sensors for this purpose. The model was run in off-cam mode during different load variations. The results showed that the transients between the best efficiency point and the high load occurs in a smooth way. However, during transitions to the part load a RVR forms in the draft tube which induces high level of fluctuations with two frequencies on the runner; plunging and rotating mode. Formation of the RVR during the load rejections coincides with sudden pressure change on the runner while its mitigation occurs in a smooth way.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.709-717
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• 2017

연구는 직렬 2단 Weis-Fogh형 수차모델을 제안하고, 이 수차모델의 유체역학적 특성을 개선 와법으로 수치계산한 것이다. 기본조건 및 각 날개의 움직임은 이전에 저자가 제안한 단단 수차모델에서와 같게 했다. 두 날개(NACA0010 airfoils) 및 양쪽 수로벽은 소스 및 볼텍스 판넬로 근사하였고, 자유볼텍스는 각 물체 표면 전체에서 도입하였다. 계산변수로는 앞날개와 뒷날개의 날개 축 사이의 거리 및 두 날개 운동의 위상차 즉 동위상과 역위상으로 했다. 각 경우에 대해 비정상 유동장 및 압력장 그리고 두 날개에 작용하는 힘의 계수 및 효율을 계산하였고, 이 수차모델의 유체역학적 특성을 논의하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.1-9
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• 2014

환형 연소기 내에서의 난류 연소 유동을 해석하고 유동 특성을 도출하기 위해 3차원 large-eddy simulation (LES)를 수행하였다. 연소실 내 복잡한 반응 연소 유동의 화염모사를 위해 level-set flamelet 기법을 적용하였다. 계산 모델로서 GEAE사의 LM6000 환형 싱글 연소기를 이용하였으며 작동 조건은 실험결과에 근거하였다. 연소실 내에서 난류 유동의 중요한 특징인 vortex breakdown과 스월분사기에서 분사되는 연소가스의 팽창으로 인한 중심 재순환 영역, 코너 재순환 영역 등을 관찰하였고, 난류화염 구조를 분석하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제6권4호
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• pp.365-387
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• 2019

This study aims to provide useful information on the fatigue assessment of a top-tensioned riser (TTR) subjected to vortex-induced vibration (VIV) by performing parametric study. The effects of principal design parameters, i.e., riser diameter, wall thickness, water depth (related to riser length), top tension, current velocity, and shear rate (or shear profile of current) are investigated. To prepare the base model of TTR for parametric studies, three (3) riser modelling techniques in the OrcaFlex were investigated and validated against a reference model by Knardahl (2012). The selected riser model was used to perform parametric studies to investigate the effects of design parameters on the VIV fatigue damage of TTR. From the obtained comparison results of VIV analysis, it was demonstrated that a model with a single line model ending at the lower flex joint (LFJ) and pinned connection with finite rotation stiffness to simulate the LFJ properties at the bottom end of the line model produced acceptable prediction. Moreover, it was suitable for VIV analysis purposes. Findings from parametric studies showed that VIV fatigue damage increased with increasing current velocity, riser outer diameter and water depth, and decreased with increasing shear rate and top tension of riser. With regard to the effects of wall thickness, it was not significant to VIV fatigue damage of TTR. The detailed outcomes were documented with parametric study results.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권3호
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• pp.101-105
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• 2016

Trap effect of groove is evaluated in a lubricating system using computational fluid dynamics (CFD) analysis. The simulation is based on the standard k-ε turbulence model and the discrete phase model (DPM) using a commercial CFD code FLUENT. The simulation results are also capable of showing the particle trajectories in flow field. Computational domain is meshed using the GAMBIT pre-processor. The various grooves are applied in order to improve lubrication characteristics such as reduction of friction loss, increase in load carrying capacity, and trapping of the wear particles. Trap effect of groove is investigated with variations in cross-sectional shape and Reynolds number in this research. Various cross-sectional shapes of groove (rectangular, triangle, U shaped, trapezoid, elliptical shapes) are considered to evaluate the trap effect in simplified two-dimensional sliding bearing. The particles are assumed to steel, and defined a single particle injection condition in various positions. The “reflect” boundary condition for discrete phase is applied to the wall boundary, and the “escape” boundary condition to “pressure inlet” and “pressure outlet” conditions. The streamlines are compared with particles trajectories in the groove. From the results of numerical analysis in the study, it is found that the cross-sectional shapes favorable to the creation of vortex and small eddy current are effective in terms of particle trapping effect. Moreover, it is found that the Reynolds number has a strong influence on the pattern of vortex or small eddy current in the groove, and that the pattern of the vortex or small eddy current affects the trap effect of the groove.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권8호
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• pp.8-15
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• 2006

고받음각의 NACA23012익형에 대하여 synthetic jet을 이용하여 박리 제어를 수행하였다. 단일 synthetic jet을 이용하여 익형에 발생하는 앞전 박리를 효과적으로 지연시킬 수 있고, 또한 실속 특성을 개선 할 수 있음을 확인하였다. 그때 발생하는 비정상 유동 특성을 파악하였다. 또한, 현실적으로 구현 가능한 jet 속도를 얻기 위하여 multi-array synthetic jet의 특성을 파악하였다. 그리고, 단일 위치에 장착된 synthetic jet을 이용하여 박리를 제어 하였을 경우 익형 윗면에 발생하는 작은 와동을 제거하기 위하여, multi-location synthetic jet을 이용하였다. 작은 와동을 제거하고 안정적인 유동을 확보하기 위하여, 높은 진동수의 synthetic jet을 이용하여 국부적으로 효과적인 박리 제어를 통한 익형 주변의 유동의 전체적 특성을 안정화 시킬 수 있음을 확인하였다. Multi-location synthetic jet의 phase 변화를 이용하여 multi-array/multi-location synthetic jet의 성능 및 특성을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.21-30
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• 2008

이 연구에서는 현수교 PWS 및 CFRC 행어로프의 바람에 의한 내풍안정성 평가을 위한 풍동실험을 수행하였다. 풍동실험결과, PE관으로 피복된 PWS 케이블은 단일 케이블에서 와류진동이 발생하고 복수 케이블에서는 중심간격이 $3\sim6D$일때 웨이크갤로핑이 발생하였다. 진동이 발생하지 않는 복수 케이블에서도 풍향각이 달라지면 웨이크갤로핑이나 웨이크플러터가 발생함을 알 수 있었다. CFRC 케이블은 케이블 중심간격 및 풍향각에 관계없이 PWS 케이블에 비해 안정된 내풍성능을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권7호
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• pp.933-943
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• 2001

Using a semi-circled blunt body model, the geometrical effects of injection hole on the turbine blade leading edge film cooling are investigated. The film cooling characteristics of two shaped holes (laterally- and streamwise-diffused holes) and three cylindrical holes with different lateral injection angles, 30°, 45°, 60°, respectively, are compared with those of cylindrical hole with no lateral injection angle experimentally and numerically. Kidney vortices, which decrease the adiabatic film cooling effectiveness, appear on downstream of the cylindrical hole with no lateral injection angle. At downstream of the two shaped holes have better film cooling characteristics than the cylindrical one. Instead of kidney vortices, single vortex appears on downstream of injection holes with lateral injection angle. The adiabatic film cooling effectiveness is symmetrically distributed along the lateral direction downstream of the cylindrical hole with no lateral injection angle. But, at downstream of the cylindrical holes with lateral injection angle, the distribution of adiabatic film cooling effectiveness in the lateral direction shows asymmetric nature and high adiabatic film cooling effectiveness regions are more widely distributed than those of the cylindrical hole with no lateral injection angle. As the blowing ratio increases, also, the effects of hole shapes and injection angles increase.