• 한국입자에어로졸학회지
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• 제9권2호
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• pp.103-110
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• 2013

The electrostatic precipitator (ESP) has been used for degrading atmospheric pollutants. These devices induce the electrical forces to facilitate the removal of particulate pollutants. The ions travel from the high voltage electrode to the grounded electrode by Coulomb force induced by the electric field when a high voltage is applied between two electrodes. The ions collide with gas molecules and exchange momentum with each other thus inducing fluid motion, electrohydrodynamic (EHD) flow. In this study, for the simulation of electric field and EHD flow in ESPs, an open source EHD solver, "espFoam", has been developed using open source CFD toolbox, OpenFOAM(R) (Open Field Operation and Manipulation). The electric potential distribution and ionic space charge density distribution were obtained with the developed solver, and validated with experimental results in the literature. The comparison results showed good agreement. Turbulence model is also incorporated to simulate turbulent flow; hence the developed solver can analyze laminar and turbulent flow. In distributions of electric potential and space charge, the distributions become distorted and asymmetric as the flow velocity increases. The effect of electrical drift flow was investigated for different flow velocities and the secondary flow in a flow of low velocity is successfully predicted.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.78-83
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• 2010

본 연구에서는 높은 양력을 얻기 위하여 플랩 형상 최적 설계를 시도하였다. 플랩 형태는 플랩 중에서 가장 효율이 좋은 파울러 플랩(fowler flap)이다. 플랩 설계는 최적화 기법을 활용하여 진행하였고 최적화의 초기 형상은 general aviation airfoil과 Wentz 등이 개발한 플랩이다. 최적화 방법으로는 반응면 기법 (Response Surface Method)이 사용되었으며, Hicks-Henne 형상함수가 사용되었고, GA(W)-1 익형과 fowler flap이 조합된 형상의 유동장에 대하여 Navier-Stokes 해석을 수행하였다. 상용 최적화 프로그램인 Visual-Doc, 격자 생성 프로그램인 Gambit/Tgrid, 그리고 유동해석에는 Fluent를 이용하였다. 플랩의 윗면 형상과 gap에 대한 최적화를 수행하여 착륙조건에서의 양력이 증가하였다. 초기 형상과 최적화된 형상의 공력특성 변화를 관찰하기 위하여 항우연의 1m 풍동에서 시험을 수행하였다. 최적화된 형상은 대체로 예측치와 비슷한 경향을 보이나, 이른 실속이 관찰되었다. 또한, 날개와 플랩 간의 간격을 설계치보다 좁혀 줌으로써 양력특성이 향상됨을 알 수 있었는데, 이는 설계시 사용된 난류 모델의 영향이라 판단된다.

• Wind and Structures
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• 제22권2호
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• pp.161-184
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• 2016

Long-span suspension bridges have evolved through the years and with them, the bridge girder decks improved as well, changing their shapes from standard box-deck girders to twin box and multi-box decks sections. The aerodynamic characteristics of the new generation of twin and multiple-decks are investigated nowadays, to provide the best design wind speeds and the optimum dimensions such bridges could achieve. The multi-box Megane bridge deck is one of the new generation bridge decks, consisting of two side decks for traffic lanes and two middle decks for railways, linked between them with connecting beams. Three-dimensional CFD simulations were performed by employing the Large Eddy Simulation (LES) algorithm with a standard Smagorinsky subgrid-scale model, for $Re=9.3{\times}10^7$ and angles of attack ${\alpha}=-4^{\circ}$, $-2^{\circ}$, $0^{\circ}$, $2^{\circ}$ and $4^{\circ}$. Also, a wind tunnel experiment was performed for a scaled model, 1:80 of the Megane bridge deck section, for $Re=5.1{\times}10^5$ and the aerodynamic static coefficients were found to be in good agreement with the results obtained from the CFD-LES model. However the aerodynamic coefficients determined individually, from the CFD-LES model, for each of the traffic and railway decks of the Megane bridge, varied significantly, especially for the downstream traffic deck. Also the pressure distribution and the effect of the spacing between the connecting beams, on the wind speed profiles showed a slight increase in turbulence above the downstream traffic and railway decks.

• Wind and Structures
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• 제22권2호
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• pp.253-272
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• 2016

The paper concerns with the method and results of wind tunnel investigations of the Strouhal number (St) of a stationary iced cable model of cable-supported bridges with respect to different angles of wind attack. The investigations were conducted in the Climatic Wind Tunnel Laboratory of the Czech Academy of Sciences in $Tel{\check{c}}$. The methodology leading to the experimental icing of the inclined cable model was prepared in a climatic section of the laboratory. The shape of the ice on the cable was registered by a photogrammetry method. A section of an iced cable model with a smaller scale was reproduced with a 3D printing procedure for subsequent aerodynamic investigations. The St values were determined within the range of the Reynolds number (Re) between $2.4{\cdot}10^4$ and $16.5{\cdot}10^4$, based on the dominant vortex shedding frequencies measured in the wake of the model. The model was oriented at three principal angles of wind attack for each of selected Re values. The flow regimes were distinguished for each model configuration. In order to recognize the tunnel blockage effect the St of a circular smooth cylinder was also tested. Good agreement with the reported values in the subcritical Re range of a circular cylinder was obtained. The knowledge of the flow regimes of the airflow around an iced cable and the associated St values could constitute a basis to formulate a mathematical description of the vortex-induced force acting on the iced cable of a cable-supported bridge and could allow predicting the cable response due to the vortex excitation phenomenon.

• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.105-113
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• 2009

연안습지 생태계에서 열에너지 교환 과정은 매우 중요하다. 지표 열에너지 평형을 이루는 요소인 순복사플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스 그리고 토양열 플럭스를 전라남도 고흥에 위치한 수평적으로 균질하다고 판단되는 지역인 고흥만 간척지에서 관측하고 분석하였다. 열의 수송을 평가하기 위해서 5회의 집중관측 기간에 대기 난류를 측정하였고, 특히 갈대로 덮여있는 간척지에서 지표층 열에너지 수지를 분석하기 위해서는 물과 매우 미세한 입자로 구성된 토양 그리고 계절에 따라 색깔과 밀도가 변하는 식생캐노피를 고려하였다. 순복사 플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스, 토양열 플럭스를 기존의 에너지 수지방정식에 적용하여 식생과 토양과 같은 지표면 특성에 따른 열 플럭스의 특징을 조사하여 습지의 기온조절 효과에 대해 알아보았다. 에너지 수지비로 식생 성장기에는 주로 잠열 플럭스에 의해 열이 대기로 전달되는 것을 알 수 있었다. 또한 식생층은 열을 저장하여 기온의 일교차를 줄이는 역할을 한다. 여름철에 집중관측지의 기온이 주변 지역의 기온보다 보다 낮고 겨울철에는 다소높게 나타난 결과는 식생층을 포함하는 연안습지가 열환경을 조절함을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.444-453
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• 1987

본 연구에서는 난류구조에 대한 유선곡률의 영향을 명확히 반영하는 적절한 곡률수정 2-방정식모델을 개발하고자 한다. 이 연구에서 제안된 모델의 타당성은 다 음의 2차원 재순환유동에 대한 실험결과와 계산결과의 비교를 통해서 입증될 것이다. (1) Moss와 Bake에 의하여 맥동열선 풍속계로 측정된 두꺼운 수직벽주위의 유동` (2) 레이저 도플러 속도계로 Fraser와 Siddig에 의해 측정된 얇은 수직벽유동` (3)맥동열 선 풍속계로 Eaton이 실험한 후면벽유동` (4)맥동열선 풍속계로 Moss와 Baker가 측정 한 전면벽유동. 새로운 곡률수정 2-방정식모델은 2장에서 설명되고 있으며, 3장에서 는 경계조건과 수치계산 과정이 간단이 기술되어 있다. 그 뒤에 4장에는 계산결과와 실험치에대한 비교검토가 설명되어 있고 마지막으로 5장에서는 본 연구에 대한 결론을 맺고 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.540-546
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• 1992

본 연구에서는 레이놀즈응력 모델이 곡률효과에 대한 추가적인 수정을 요구하 는 지를 알기 위하여 유선곡률에 의해 영향을 받는 원형 쿠에트 유동에 대해 수치계산 을 수행하고, 이 결과를 측정한 실험치와 비교하였다. 본 연구의 실험에서는 완전 난류 영역에서 난류평균속도와 난류응력성분들을 측정하였다. 수치계산에 있어서는 레이놀즈응력 모델에 대하여 Gibson과 Younis가 곡률효과를 고려해 제안한 새로운 모 델상수를 기존의 모델상수와 함께 적용하여 그 결과를 비교하였다. 계산된 결과를 본 실험의 측정치와 아울러 함께 Smith와 Townsend의 측정치와도 비교하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권5호
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• pp.105-114
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• 2013

Lots of orders of special vessels and offshore plants for developing the resources in deepwater have been increased in recent. Because the most of accidents on those structures are caused by fire and explosion, many researchers have been investigated quantitatively to predict the cause and effect of fire and explosion based on both experiments and numerical simulations. The first step of the evaluation procedures leading to fire and explosion is to predict the dispersion of flammable or toxic material, in which the released material mixes with surrounding air and be diluted. In particular turbulent mixing, but density differences due to molecular weight or temperature as well as diffusion will contribute to the mixing. In the present paper, the numerical simulation of hydrogen dispersion inside a simple-shaped offshore structure was performed using a commercial CFD program, ANSYS-CFX. The simulated results for concentration of released hydrogen are compared to those of experiment and other simulation in Jordan et al.(2007). As a result, it is seen that the present simulation results are closer to the experiments than other simulation ones. Also it seems that the hydrogen dispersion is closely related to turbulent mixing and the selection of the turbulence model properly is significantly of importance to the reproduction of dispersion phenomena.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.169-174
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• 2013

고성능 EMU 열차의 형상 개선을 통한 공기저항 저감 효과를 알아보기 위하여 3차원정상 Navier-Stokes 방정식과 2방정식 난류 모델을 이용한 전산유체역학을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 전산시뮬레이션에는 FLUENTTM ver.13과 Gambit 2.4.6이 사용되었으며, 기본 형상과 유선형으로 개선된 형상에 대하여 계산을 수행하였다. 또한, 터널 내 주행 시의 공기저항 특성을 살펴보기 위하여 개활지에서의 공기저항 계산도 수행하였으며, 차량 별 공기저항 기여도에 대한 분석도 수행되었다. 유선형으로 개선된 형상의 열차는 절편형 전두부와 돌출된 상부 및 하부구조를 가진 기본 형상 열차에 비하여 약 9.8%의 공기저항이 저감된 것을 확인하였으며, 공기저항 저감에 따른 주행저항의 저감은 시속 80km/h에서 약 4%에 이르는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권1호
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• pp.1-9
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• 2021

In the present study, the model-scale Propeller Open Water (POW) tests for the propeller of 176K bulk carrier and 8600TEU container ship were conducted through Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation. In order to solve the incompressible viscous flow field, the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RaNS) equations were employed as the governing equations. The γ-Reθ(gamma-Re-theta) transition model combined with the SST k-ωturbulence model was introduced to describe the laminar-turbulence transition considering the low Reynolds number of model-scale. Firstly, the flow simulation developing over a flat plate was performed to verify the transition modeling, in which the wall shear stresses were compared with experiments and other numerical results. Then, to investigate the effect of the model, the CFD simulation for the POW test was performed and the simulated propeller performance was validated through comparison with the experiment conducted at Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO).