• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 새로운 $\varepsilon$-SST 난류 모델을 이용하여 벽면 근처에 위치한 정사각주 주위의 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. SST 난류 모델을 수정하여 새롭게 제안된 $\varepsilon$-SST 모델은 뭉툭한 물체 주위의 박리 영역에서 기존의 2-방정식 난류 모델보다 향상된 해석 결과를 보임을 확인하였다. $\varepsilon$-SST 모델을 이용하여 박리가 수반되는 유동영역에 대한 효율적인 해석이 가능할 것이다. 또한, 본 연구에서는 임계 간극 이하에서는 주기적인 와류배출이 억제됨을 입증하였으며, 스트로할수는 간극의 높이와 벽면 경계층의 두께의 영향을 받는 다는 것을 확인할 수 있었다.

• Wind and Structures
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• 제23권1호
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• pp.1-18
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• 2016

This work experimentally and numerically analyzes the flow configurations and the dynamic wind loads on panels of rectangular L/h 5:1 cross section mounted on a structural frame of rectangular bars of L/h 0.5:1, corresponding to a radar structure. The fluid dynamic interaction between panels and frame wakes imposes dynamic loads on the panels, with particular frequencies and Strouhal numbers, different from those of isolated elements. The numerical scheme is validated by comparison with mean forces and velocity spectra of a panel wake obtained by wind tunnel tests. The flow configuration is analyzed through images of the numerical simulations. For a large number of panels, as in the radar array, their wakes couple in either phase or counter-phase configurations, changing the resultant forces on each panel. Instantaneous normal and tangential force coefficients are reported; their spectra show two distinct peaks, caused by the interaction of the wakes. Finally, a scaled model of a rectangular structure comprised of panels and frame elements is tested in the boundary layer wind tunnel in order to determine the influence of the velocity variation with height and the three-dimensionality of the bulk flow around the structure. Results show that the unsteady aerodynamic loads, being strongly influenced by the vortex shedding of the supporting elements and by the global 3-D geometry of the array, differ considerably on a panel in this array from loads acting on an isolated panel, not only in magnitude, but also in frequency.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.712-718
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• 2016

배열회수 보일러의 전열관군은 외부에 가스터빈에서 나온 고온의 배기가스가 흐르게 된다. 이러한 유체의 흐름으로 인해 전열관군에서 시간변화에 따라 양력과 항력의 변동이 발생하는데 이에 따라 유동 유발 진동이 발생한다. 이러한 진동이 배열회수 보일러의 전열관군에서 파손을 야기할 수 있어서 열교환기의 구조적 안정성을 위해 열교환기의 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 일반적인 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 실험적 연구는 기존에 많이 진행되어 오고 있으며 유동 유발 진동에 대한 무차원 PSD(Power Spectral Density) 함수를 무차원 주파수인 Strouhal 수, fD/U의 함수로 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 기존의 실험적 연구들의 결과를 전산유체해석을 통해 검증하고 배열회수 보일러의 전열관군의 양력과 항력의 PSD 특성에 적용하기 위한 기반을 마련하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 기존 연구에서 실험에 사용한 전열관군에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 전열관군에서의 양력과 항력 변화 특성을 살펴보았다. 또한 전열관군에서 양력과 항력 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존의 연구들과 비교를 통해 전열관군에서의 PSD 특성을 정립하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6641-6646
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• 2015

배열회수 보일러의 전열관군은 외부에 가스터빈에서 나온 고온의 배기가스가 흐르게 된다. 이러한 유체의 흐름으로 인해 전열관군에서 시간변화에 따라 양력의 변동이 발생하는데 이에 따라 유동 유발 진동이 발생한다. 이러한 진동이 배열회수 보일러의 전열관군에서 파손을 야기할 수 있어서 열교환기의 구조적 안정성을 위해 열교환기의 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 일반적인 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 실험적 연구는 기존에 많이 진행되어 오고 있으며 유동 유발 진동에 대한 무차원 PSD(Power Spectral Density) 함수를 무차원 주파수인 Strouhal 수, fU/U의 함수로 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 기존의 실험적 연구들의 결과를 전산유체해석을 통해 검증하고 배열회수 보일러의 전열관군의 유동 유발 진동 특성에 적용하기 위한 기반을 마련하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 기존 연구에서 실험에 사용한 전열관군에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 전열관군에서의 양력 변화 특성을 살펴보았다. 또한 전열관군에서 양력 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존의 연구들과 비교를 통해 전열관군에서의 PSD 특성을 정립하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권5호
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• pp.645-652
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• 2001

Heat transfer data are presented which describe characteristics of the transitional thermal boundary layers on the NACA0012 airfoil with upstream wakes. The wakes are generated periodically by circular cylindrical rods which rotate around the airfoil like a squirrel cage. The unsteady wakes simulate those produced by the upstream rotating blade rows in axial turbomachines. The pressure or suction side of the airfoil is also simulated according to the rotating direction of circular rods. As the Reynolds number and the number of rotating rods increase, the boundary layer transition occurs earlier and the Nusselt number increases. The difference of heat transfer coefficient is less on the pressure side than on the suction side. At a constant Reynolds number, the Nusselt number is larger and smaller, respectively, before and after transition as the Strouhal number increases.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.253-258
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• 2001

Control of drag force on a circular cylinder using a detached splitter plate is numerically studied for laminar flow. A splitter plate with the same length as the cylinder diameter(d) is placed horizontally in the wake region. Its position is described by the gap ratio(G/d), where G represents the gap between the cylinder base point and the leading edge of the plate. The drag varies with the gap ratio; it has the minimum value at a certain gap ratio for each Reynolds number. The drag sharply increases past the optimum gap ratio; this seems to be related to the sudden change in the bubble size in the wake region. This trend is consistent with the experimental observation currently available in case of turbulent flow. It is also found that the net drag coefficient significantly depends on the variation of base suction coefficient.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권3호
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• pp.64-70
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• 2006

A Computational study was carried out in order to investigate the moving wall effect of a circular cylinder at a Reynolds number of $2.0{\times}10^4$. The viscous-incompressible Navier-Stokes equations and Spalart-Almaras turbulent model of the commercial CFD code were adopted for this numerical analysis. The moving wall was set parallel with the freestream, and moving speed was equal to the freestream velocity. The gap ratio is defined as the distance ratio between the circular cylinder diameter and the height from the moving wall. The results show that there is vortex shedding over the critical gap ratio and aerodynamic loads including amplitude and the Strouhal number change according to the gap ratio.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권3호
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• pp.47-53
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• 2015

This study performed numerical simulation to elucidate the characteristics of flow past a rectangular cylinder with various values of the aspect ratio(AR) of the cylinder. We calculated the flow field, force coefficients and Strouhal number of vortex shedding depending on the Reynolds number(Re) and the aspect ratio. The $AR{\approx}1$ is preferred for drag reduction, and 0.375$AR{\approx}0$ is recommended if suppression of the lift-coefficient fluctuation and the shedding frequency is desirable. Furthermore the criticality of the Hopf bifurcation is also reported for each AR.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.485-492
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• 2002

The present study is aimed to reveal macroscopic aerodynamic characteristics of two-dimensional rectangular prisms with three aspect ratios(D/H=1, 2 and 3) and six angles of attack($0^{circ}, 10^{circ}, 13.5^{circ}, 20^{circ}, 30^{circ} and 45^{\circ}$). The Reynolds number is fixed as $1\times10^4$. The SOLA-based revised finite difference method for the conservation form on irregular grid was adopted as a new numerical method. Instantaneous flow patterns at $45^{\circ}$ in case of D/H=2 and D/H=3 show larger asymmetric wake development which is closely related to the sharp decrease of drag coefficients at higher angles of attack range. Vorticity propagation into enlarged wake region is conjectured to be responsible for this phenomenon. The Strouhal number is found to be sensitive to the angle of attack at higher aspect ratios(D/H=2 and 3).

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.5-11
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• 2010

As a basic study of the aero-acoustic noise, Large eddy simulations were carried out for a fixed circular cylinder at Renolds number (Re=$9.0\times10^4$) using commercial CFD code, FLUENT. The subgrid-scale turbulent viscosity was modeled by Smagorinsky-Lilly model adapted to structured meshes. The results of analysis showed that time-averaged value, $\bar{C}_D$ is approximately 1.47 which is considerably adjacent with the experimentally measured value of 1.32 in comparison to the values performed by previous researchers. It is observed that there are the very small acoustic pressure fluctuation with the same frequency of the Karman vortex street.