• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.603-605
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• 1999

In this paper, the aspects on modeling and control of an existing wind turbine are discussed. When designing control for variable-speed wind turbine, one deals with highly resonant, nonlinear dynamic systems subject to random excitation, i.e. wind turbulence. This requires good knowledge of the dynamics to be controlled. This paper describes an mathematical modeling of wind turbines with emphasis on control design for an existing wind turbine.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.147-157
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• 2022

후향단차 수공구조물의 모서리에서는 흐름분리가 발생하며 이로 인해 형성되는 전단층과 재순환 흐름 영역에서의 흐름은 복잡한 난류가 지배적이다. 물리적으로 안정하면서 성능이 보장되는 구조물 설계를 위해서는 이러한 난류 흐름의 거동을 정확하게 예측하고 분석하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 공학적으로 널리 이용되고 있는 대표적인 난류 모형인 k-ω SST 모형과 RNG k-ε 모형을 이용한 3차원 RANS 계산을 통해서 개수로에 설치된 후향단차를 통과하는 난류 흐름을 레이놀즈 수 23,400과 후르드 수 0.22의 조건에서 수치모의하고, 해석 결과를 기존 실험자료와 비교 분석하여 수치해석의 성능을 평가하고자 한다. 두 가지 난류 모형을 이용하여 구한 평균유속 분포를 보면 모두 경계층에서 관측된 실험값을 양호하게 잘 재현하는 것으로 나타났다. 재순환 영역 상부에서 계산된 평균유속을 보면 RNG k-ε 모형이 k-ω SST 모형보다 중앙부에서의 유속을 약 5% 정도 크게 계산하는 것으로 나타났다. 난류 통계량 관점에서 보면 두 난류 모형 모두 단차 모서리 직하류에서 흐름 분리로 인해 발생하는 레이놀즈 전단응력을 현저히 과소산정하는 한편, 재부착점 하류에서는 실험값을 상대적으로 양호하게 재현하는 것으로 나타났다. RNG k-ε 모형은 수로 바닥 부근 경계층에서의 전단응력 분포를 k-ω SST 모형보다는 우수한 정확도로 실험값을 계산하는 반면에 접근수로 경계층에서 그리고 단차 하류부에서는 경계층 상부에서 전단응력을 과대 산정하는 것으로 나타났다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권3호
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• pp.392-402
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• 2001

The paper reports a multiple source modeling of low-Reynolds-number dissipation rate equation with aids of DNS data. The key features of the model are to satisfy the wall limiting conditions of the individual source terms in the exact dissipation rate equation using the wall damping functions. The wall damping functions are formulated in term of dimensionless dissipation length scale ι(sup)+(sub)D(≡ι(sub)D($\upsilon$$\xi$)(sup)1/4/$\upsilon$) and the invariants of small and large scale turbulence anisotropy tensors. $\alpha$(sub)ij(=$\mu$(sub)i$\mu$(sub)j/$\kappa$-2$\delta$(sub)ij/3) and e(sub)ij(=$\xi$(sub)ij/$\xi$-2$\delta$(sub)ij/3). The model constants are optimized with aids of DNS data in a plane channel flow. Adopting the dissipation length scale as a parameter of damping function, the applicabilities of $\kappa$-$\xi$ model are extended to the turbulent flow calculation of complex flow passages.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.33-42
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• 2012

In the present study, CFD is employed to investigate phenomena occurring during a process of thermal stratification in U-bent pipes at transitional Reynolds number. URANS evaluation had been chosen for its low computational costs during transient analysis and for the evaluation of modeling performance in these conditions. Application of CFD at transitional Reynolds number and buoyancy driven flows indeed contains deeper uncertainties in relation to the range of applicability for hydrodynamic and thermal models. The methodology applied in the work points out, through validations with the basic problems constituting the complex stratified phenomenon, the applicability of the current turbulence modeling. Accurate predictions have been found in relation to transitional Reynolds number in bent pipes and region of stability induced by the gravitational field. On the other hand the defects introduced in the unstable region of the U bent pipe, are discussed in relation to the adopted modeling.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.512-517
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• 2011

This study is intended for validation of numerical modeling of a residential building which is made to simulate a phenomenon of fire extension from floor to floor. A common residential building which has the area of 80m2 each floor and some combustibles were chosen for numerical modeling. The combustible models were verified through comparing results of numerical simulations and real fire tests. For computational analysis, the Fire Dynamics Simulator was used with Large Eddy Simulation model for turbulence. Consequently, fire-intensity was well predicted and flash-over of rooms were successfully estimated.

• 한국추진공학회지
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• 제13권1호
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• pp.10-18
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• 2009

본 연구에서는 평행 벽 제트-노즐 형상의 막냉각 수치해석에 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 현재 실험을 하기 위한 전 단계이므로, 먼저 유사한 참고 형상에 대해 Standard $k-{\epsilon}$ 모델과 RNG $k-{\epsilon}$ 모델, SST $k-{\omega}$ 모델, 그리고 RSM 모델 등 다양한 난류모델을 적용하였고, Near-wall 처리 방법으로서 SST $k-{\omega}$ 모델을 제외하고는 Standard wall functions와 Enhanced wall functions 등 2종류를 각각의 모델에서 사용하였으며, 실험값과 비교하여 보다 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 나아가 2차원 축대칭으로 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 대해 기선정한 난류모델을 적용하여 막냉각 특성을 살펴보았다. 유사 참고 형상에 대한 해석 결과 Standard $k-{\epsilon}$ 모델 및 RSM 모델이 거의 비슷한 성능을 보여주었으나 수렴성이 우수한 Standard $k-{\epsilon}$ 모델이 선정되었다. 또한 Standard wall functions를 사용하는 것보다 Enhanced wall functions를 사용하는 것이 더 좋은 결과를 보여주었다. 나아가 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 적용한 결과 물리적으로 타당한 막냉각 특성을 보여주었다. 선정된 모델 및 해석방법론을 이용하여 평행 벽 제트-노즐 다단 슬롯 형상에 대한 막냉각 해석을 수행할 예정이며, 관련 결과는 추후 실험 예비해석 방법론으로 활용할 예정이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권8호
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• pp.118-128
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• 2004

화염에 의한 종방향 공력 특성의 변화를 해석하기 위하여 고형 화염 모형을 이용한 풍동 시험과 고형 화염 모형과 제트 화염 모델을 이용한 난류 유동 수치 해석을 실시하였다. 화염 경계면 근사 가법을 이용하여 산출한 형상을 본떠 화염 모형을 제작하였으며 제트 화염 모델링 기법을 이용하여 공기와 실제 화염의 열역학적 차이로 인한 오차를 보정한 공기 제트 화염을 생생하였다. 화염과 외부 공기의 간섭에 대해 난류 모델간의 비교를 통하여 정확도와 격자 의존성 등에서 Spalart-Allmaras 모델이 좋은 결과를 주었다. 수치 해석을 통하여 고형 화염 모형과 제트 화염의 차이를 분석하였으며, 실제 비행 시험에 대한 화염 영향을 분석하기 위하여 연소실과 대기 압력 비와 레이놀즈수에 따른 변화를 해석하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권1호
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• pp.67-90
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• 2017

The interdisciplinary research area of small scale energy harvesting has attracted tremendous interests in the past decades, with a goal of ultimately realizing self-powered electronic systems. Among the various available ambient energy sources which can be converted into electricity, wind energy is a most promising and ubiquitous source in both outdoor and indoor environments. Significant research outcomes have been produced on small scale wind energy harvesting in the literature, mostly based on piezoelectric conversion. Especially, modeling methods of wind energy harvesting techniques plays a greatly important role in accurate performance evaluations as well as efficient parameter optimizations. The purpose of this paper is to present a guideline on the modeling methods of small-scale wind energy harvesters. The mechanisms and characteristics of different types of aeroelastic instabilities are presented first, including the vortex-induced vibration, galloping, flutter, wake galloping and turbulence-induced vibration. Next, the modeling methods are reviewed in detail, which are classified into three categories: the mathematical modeling method, the equivalent circuit modeling method, and the computational fluid dynamics (CFD) method. This paper aims to provide useful guidance to researchers from various disciplines when they want to develop and model a multi-way coupled wind piezoelectric energy harvester.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권7호
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• pp.1691-1701
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• 1995

Two aspects of Large-Eddy Simulation(LES) are investigated in order to improve its performance. The first one is on how to determine the model coefficient in conjunction with a dynamic subgrid-scale model, and the second one is on a wall-layer model(WLM) which allows one to skip near-wall regions to save a large number of grid points otherwise required. Especially, a WLM suitable for a separated flow is considered. Firstly, an averaging technique to calculate the model coefficient of dynamic subgrid-scale modeling(DSGSM) is introduced. The technique is based on the concept of local averaging, and useful to stabilize numerical solution in conjunction with LES of complex turbulent flows using DSGSM. It is relatively simple to implement, and takes very low overhead in CPU time. It is also able to detect the region of negative model coefficient where the "backscattering" of turbulence energy occurs. Secondly, a wall-layer model based on a local turbulence intensity is considered. It locally determines wall-shear stresses depending on the local flow situations including separation, and yields better predictions in separated regions than the conventional WLM. The two techniques are tested for a turbulent obstacle flow, and show the direction of further improvements.rovements.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1366-1371
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• 2008

Four simulation models of plastic plate heat exchangers are designed and simulated. The flat plate type heat exchanger is designed as the reference model in order to evaluate how much thermal performance increases. The turbulence promoter type heat exchanger is fabricated with cylindrical-type vortex generators and rib-type turbulence promoters. The corrugate type is obtained from the conventional stainless steel compact heat exchangers, which are called the herringbone-type compact heat exchangers. The dimple type heat exchanger has a number of dimples on its surface. In this study, the flow and heat transfer characteristics of the plastic plate heat exchanger are investigated using numerical simulation and compared with experimental results. The flows are assumed as a three-dimensional, incompressible and turbulent model. The standard k-$\varepsilon$ model is used as the turbulent flow modeling, the SIMPLE algorithm is used to treat the coupling between pressure and velocity, and first order upwind scheme is used for discretization of momentum, turbulent and energy. The computational analysis and experimental results both show that the friction coefficient and Nu number is highest in the corrugate type.