• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제48권4호
• /
• pp.462-469
• /
• 2010

기체와 액체가 만나는 2상 공정들은 화학공학, 생명화학공학, 환경공학, 식품공학 등에 두루 존재한다. 위와 같은 공정의 최적화를 위해서는 거품의 움직임과 형태에 대한 정확한 파악이 필요하다. 액체 내부에서 거품의 움직임은 액체의 밀도, 점도, 표면장력과 거품의 크기와 속도에 영향을 받는다. 본 논문에서는 고점도 실리콘 오일 내부에서의 거품의 움직임과 형태를 관찰하였다. 또한 국외 논문 및 저서에서 정립된 거품의 에너지 수지 식, 항력계수와 변형계수를 이용하여 거품의 종말속도, 항력계수, 변형계수, 형태를 예측해 보고 이를 실험결과와 비교해 보았다. 실험 결과 거품의 속도는 점도가 낮을 경우가 더 빨랐고, 거품의 항력계수는 점도가 클 때 더 컸다. 거품의 형태는 점도가 클 때 덜찌그러진(구형에 가까운) 형태였다. 실험결과와 국외 논문 및 저서에서 정립된 항력계수와 변형계수를 이용한 예측결과를 비교해 본 결과 Batchelor가 제시한 이론이 가장 정확한 예측을 하는 것으로 나타났다. Batchelor가 제시한 거품의 에너지 수지식, 항력계수와 변형계수를 사용하여 예측한 거품의 2차원 측면 형태는 실험에서 관찰된 거품의 2차원 측면 형태와 유사하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제31권8호
• /
• pp.688-693
• /
• 2007

To improve aerodynamic efficiency of the Smart Un-manned Aerial Vehicle(SUAV), vortex generator was applied along the wing upper surface during SUAV tests. Vortex generator, initially used in TR-S2 configuration to enhance lift characteristic, increased lift coefficient. Meanwhile vortex generator produced excessive drag and eventually reduced lift-to-drag ratio. To examine the effect of vortex generator's height, three different heights of vortex generator were used for various SUAV configuration. Vortex generator of 3mm height used in TR-S4 configuration produced 3.1% increase in maximum lift coefficient and 1.5% reduction in lift-to-drag ratio.

• 한국환경과학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.1199-1211
• /
• 2014

The momentum flux and the sensible heat flux were measured with the scintillometers and ultrasonic anemometers at 6 sites of which surface characteristics like roughness length and zero-displacement are different each other. We estimated the momentum flux and the sensible heat flux based on the bulk transfer method with the drag coefficient and the heat transfer coefficient calculated from the temperature and wind speed at two heights. The variation of bulk transfer coefficients showed a remarkable difference depending on the atmospheric stability which is less influenced by the zero-displacement than the roughness length. The estimated sensible heat fluxes were in good agreement with those measured at 3 m, showing 23.7 $Wm^{-2}$ of the root mean square error that is less than 10% of its maximum. Since the estimated momentum flux is not only effected by drag coefficient but also by wind speed square, the determination of wind speed in the bulk transfer method is critical.

• Wind and Structures
• /
• 제31권3호
• /
• pp.255-267
• /
• 2020

A systematic set of low-speed wind tunnel experiments was performed at Re = 6.5×10⁴ and 1.1×10⁵ to study the mean wind loading experienced by surface-mounted finite-height square prisms for different aspect ratios, incidence angles, and boundary layer thicknesses. The aspect ratio of the prism was varied from AR = 1 to 11 in small increments and the incidence angle was changed from α = 0° to 45° in increments of 1°. Two different boundary layer thicknesses were used: a thin boundary layer with δ/D = 0.8 and a thick boundary layer with δ/D = 2.0-2.2. The mean drag and lift coefficients were strong functions of AR, α, and δ/D, while the Strouhal number was mostly influenced by α. The critical incidence angle, at which the prism experiences minimum drag, maximum lift, and highest vortex shedding frequency, increased with AR, converged to a value of α_c = 18° ± 2° once AR was sufficiently high, and was relatively insensitive to changes in δ/D. A local maximum value of mean drag coefficient was identified for higher-AR prisms at low α. The overall behaviour of the force coefficients and Strouhal number with AR suggests the possibility of three flow regimes.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
• /
• pp.479-482
• /
• 2002

Riblets with longitudinal grooves along the streamwise direction have been used as an effective flow control technique for drag reduction. A flexible micro-riblet with v-grooves of peak-to-peak spacing of $300{\mu}m$ was made using a MEMS fabrication process of PDMS replica. The flexible micro-riblet was attached on the whole surface of a NACA0012 airfoil with which grooves are aligned with the streamwise direction. The riblet surface reduces drag coefficient about $7.9{\%}\;at\;U_o=3.3m/s$, however, it increases drag about $8{\%}\;at\;U_o=7.0m/s$, compared with the smooth airfoil without riblets. The near wake has been investigated experimentally far the cases of drag reduction ($U_o\;=\;3.3 m/s$) and drag increase ($U_o\;=\;7 m/s$). Five hundred instantaneous velocity fields were measured for each experimental condition using the cross-correlation PIV velocity field measurement technique. The instantaneous velocity fields were ensemble averaged to get spatial distribution of turbulent statistics such as turbulent kinetic energy. The experimental results were compared with those of a smooth airfoil under the same flow condition. The micro-riblet surface influences the near wake flow structure largely, especially in the region near the body surface

• 한국항해학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.23-37
• /
• 1988

This paper deals with the method of determining the drag of hull surface which has any quality of roughness. The method consists mainly of the theoretical point of view, then the theory enables the drag coefficient to be calculated at full scale. The hydrodynamical roughness function of hull surface ${\triangle}U_+$, affected by the hull roughness are considered as to two cases, smooth surface and rough surface case separately. The inadequacy of a single parameter to define hull roughness is discussed and thus an as additional texture parameter is proposed.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제42권7호
• /
• pp.616-621
• /
• 2014

저궤도에서 운용되는 위성은 대기 저항에 의한 연료소모가 크며, 연료소모는 임무수명 및 발사무게에 영향을 미치게 되어 위성 형상에 따른 항력의 예측이 중요하다. 본 논문에서는 직접모사법을 이용하여 파라볼릭 안테나를 탑재한 저궤도 위성의 임무고도의 변화와 받음각에 따른 항력 및 항력 계수의 변화를 살펴보았다. 저궤도의 희박 기체의 거동을 모사하는 직접모사법의 적용성을 검증하기 위해 스타샤인(Starshine) 위성의 비행데이터를 이용하여 고도, 대기와 표면의 상호작용에 따른 항력 계수를 비교하였다. 결론적으로 계산결과로부터 저궤도 위성의 정밀한 궤도수명 계산에 적합한 항력 계수를 도출하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제12권3호
• /
• pp.281-283
• /
• 2009

Marquardt method is used to estimate the aerodynamic parameters in urban area of Beijing City, China, including displacement length (d), roughness length ($z_0$) and friction velocity (u*) and drag coefficient. The surface drag coefficient defined as the ratio between friction velocity and mean wind speed is 0.125 in our research, which is close to typical urban area value. The averaged d and $z_0$ are 1.2 m and 7.6 m. d and $z_0$ change with direction because of the surface heterogeneity over urban surface and reach their maximum values at S-SW sector, this tendency agrees with the surface rough element distribution around the observation tower.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.3950-3960
• /
• 2014

본 연구에서는 수치모의를 통해서 월류 흐름이 존재하는 수몰 사각 실린더의 항력 특성에 대하여 분석하였다. 모의의 신뢰성을 검토하기 위하여 실험자료와 비교하였으며 실험에서 측정하기 어려운 실린더 접촉면의 압력에 대한 분석을 통해서 상대 수심에 따른 항력의 특성을 분석하였다. 3차원 동수역학 모형을 이용한 수몰 사각 실린더의 항력 계산 결과는 실험자료의 상대 수심의 변화에 따른 항력계수의 변화를 유사하게 모의하고 있음을 확인할 수 있었다. 수치모의 결과 분석에 의하면 수몰 사각 실린더에 작용하는 항력은 대부분 압력이며 상대 수심이 증가함에 따라 전단력의 비중은 감소하였다. 실린더 접촉면의 압력계수 분석 결과에 의하면 상대 수심이 낮은 경우에는 전면부에 높은 압력계수가 형성되고 후면부에 낮은 압력계수가 형성되어 결과적으로 높은 항력계수가 나타남을 확인하였다. 상대수심이 증가하면 전면부의 압력계수는 감소하고 후면부의 압력계수는 증가하여 2차원 흐름 내의 사각 실린더와 유사한 양상을 나타낸다. 정수압 영향 분석에 의하면 전면부와 후면부의 수위 차에 의한 정수압은 항력에 미치는 영향이 제한적이며 사각 실린더에 의해 형성되는 국부적인 수위와 함께 3차원적인 흐름에 의해 형성되는 동수압의 영향이 크다는 것을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.107-115
• /
• 1999

정수 또는 유수중 투하 석재의 이동거리를 산정하기 위한 간편한 방법을 도출하기 위하여 간단하면서도 어느 정도 정밀성을 갖고 있는 항력계수 산정식을 도입하였다. 도입된 항력계수 산정식은 매끈한 구형체인 경우 정밀식의 해와 거의 유사한 산정치를 제공하고 있음을 확인하였으며, 투하 석재의 형상이나 조면의 상태에 따라 경험계수의 조정으로 산정치를 제공하고 있음을 확인하였으며, 투하 석재의 형상이나 조면의 상태에 따라 경험계수의 조정으로 흐름상태를 반영할 수 있었다. 정수중의 침강속도 또는 낙하거리를 산정하기 위한 이론식을 유도하였으며, 항력계수의 조정으로 관측결과와 일치하는 산정결과를 얻을 수 있었다. 유수중의 이동거리 산정을 위하여 2차 상미분방정식을 유도하였고, 이의 해를 Runge-Kutta법으로 구하는 수치모형을 개발하였다. 또한 여러 가지 조건에 대한 산정치를 구하여 비교하였다.