• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.32-41
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• 2006

본 논문에서는 직렬 배치된 익형이 동시에 플래핑 운동을 할 때의 추력 생성 과정과 유동특성에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 익형의 운동 주파수, 진폭 및 전후방 익형 간의 상대거리 등에 대한 계산을 체계적으로 실시하여 다음과 같은 사실을 확인할 수 있었다. 먼저, 위상차 없이 전후방 익형이 동시에 병진운동을 할 경우 대부분의 주파수와 진폭 영역에서 후방익형의 추력과 추진효율이 최대화됨을 알 수 있었다. 플래핑 진폭이 0.2 코드, 무차원주파수가 0.75일 경우, 후방익형의 추진효율이 전방익형보다 37% 이상 개선되는 것으로 계산되었다. 단, 익형의 운동 진폭과 주파수가 임계치를 초과할 경우 전방익형의 뒷전와류에 의해 후방익형의 앞전와류의 강도가 강화되면서 전체적인 추력과 효율이 저하될 수 있다. 둘째, 전후방익형이 180도의 위상차를 갖고 운동을 할 경우에는 전방익형의 후류와 후방익형이 서로 반대방향으로 상호작용을 함으로써 결과적으로 공력특성이 악화되는 것을 알 수 있었다. 셋째, 후방익형의 배치 위치에 따른 특성은 수평방향으로는 두 익형사이의 거리가 멀어질수록 추력과 효율이 동시에 떨어지며, 수직방향 위치변화에 따른 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국음향학회지
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• 제39권5호
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• pp.379-389
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• 2020

본 논문에서는 무선진공청소기용 팬 모터 단품의 유량 및 소음성능을 향상시키기 위하여 무선청소기 유로를 통하여 공기를 흡입하는 임펠라에 대한 최적설계를 수행하였다. 우선, 팬 모터 단품, 특히 임펠라의 유동장을 분석하기 위하여 비정상, 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)에 기초하여 해석하였다. 예측한 유동장 정보를 입력값으로 Ffowcs-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 사용하여 임펠라로부터 방사되는 소음을 수치적으로 예측하였다. 유량과 소음에 대한 수치해석 결과를 실험을 통해 측정한 팬 모터 단품의 P-Q 곡선과 음압 스펙트럼과 비교하여 사용한 수치방법의 유효성을 확인하였다. 수치해석결과로부터 임펠라 날개의 코드방향 중간부분의 급격한 곡률 변화로 인하여 강한 와류가 형성되는 것을 확인하였다. 와류는 유동에는 손실로 소음에는 소음원으로 작용하기 때문에 기존의 임펠라를 재설계하여 와류를 개선하고자 하였다. 2인자 반응표면방법을 사용하여 최대유량과 최소소음을 나타내는 입·출구 뒷젖힘각(sweep angle)을 결정하였다. 최종 선정된 설계안에 대한 추가 해석을 통하여 유량성능과 소음성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권1호
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• pp.14-19
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• 2021

열교환기 관군에서 덕트 입구의 속도가 일정한 경우와 정현파로 변하는 경우에 대하여 시간에 따라 배관 주위에서 유동 특성과 열전달 특성 규명을 위해 와류 분포와 온도 분포 변화를 비교 분석하였다. 입구 속도가 정현파 변동이 있는 경우에 열교환기 관군에서 대표적인 원관에서 양력과 항력의 power spectral density를 도출하여 유동 변화에 따른 주파수 특성을 살펴보았다. 입구 유속이 일정한 경우는 열교환기 관군의 입구쪽 관군 부근에서 원관 주위 유동에서 관찰 할 수 있는 칼만 와류를 관찰할 수 있었다. 정현파 입구 속도 변동의 경우에서도 입구쪽 관군에서 칼만 와류가 형성되는 것을 관찰할 수 있었고 정현파 입구 속도 변동에 따른 유동 와류 변화를 관찰할 수 있었다. 온도 분포 변화는 일정한 입구 속도 변화의 경우와 정현파 입구 속도변화의 경우 모두 유동 와류 분포에서 관찰한 것과 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 유동 주파수는 일정한 입구 속도의 경우는 37.25 Hz이며 정현파 입구 속도의 경우는 정현파 주파수와 동일하게 18.63 Hz으로 나타났다. 열교환기 배관 전체의 평균 Nu수는 일정한 입구 속도의 경우에는 1051이며 정현파 입구 속도 변동의 경우는 1117로 나타나서 정현파로 입구 속도가 변하는 경우의 열전달이 6.3% 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.285-293
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• 2006

Three-dimensional and time-dependent solution for the fluid flow and heat transfer past a circular cylinder with fins is obtained using accurate and efficient spectral methods. A Fourier expansion with a corresponding uniform grid is used along the circumferential direction. A spectral multi-domain method with a corresponding Chebyshev collocation is used along r-z plane to handle fins attached to the surface of a circular cylinder. At the Reynolds number of 300 based on a cylinder diameter, results with fins are compared with those without fins in order to see the effects of the presence of fins on three-dimensional and unsteady fluid flow and heat transfer past a bluff body. The detail structures of fluid flow and temperature field are obtained as a function of time to investigate how the presence of fins changes heat transfer mechanism related to the vortical structure in the wake region.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권2호
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• pp.159-165
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• 2007

The Characteristics of the flowfield around two circular cylinders in tandem arrangement was investigated by PIV. Strouhal numbers. velocity vectors and velocity profiles were observed at centre-to-centre space ratios of P/D= 1.5. 2.0 and 2.5, and Reynolds number of $Re=3.0{\times}10^3{\sim}5.0{\times}10^3$. As the results the Strouhal numbers measured in the rear region of the cylinder of wake side were decreased with the space ratios. The flow between two cylinders was almost stagnated and the size of the stagnated region was larger in the close side than in the far side of the front cylinder. The direction of vortex between two cylinders was opposed each other with the small difference(${\alpha}\;{\pm}1.0^{\circ}$) of the attack angle ${\alpha}$.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.310-318
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• 2004

For many industrial problems originating from aerodynamic noise, noise prediction techniques, reliable and easy to apply, would be of great value to engineers and manufacturers. General algorithm is presented for the prediction of internal flow-induced noise from quick opening throttle valve in an automotive engine. This algorithm is based on the integral formula derived by using the General Green Function, Lighthill's acoustic analogy and Curle's extension of Lighthill's. Novel approach of this algorithm is that the integral formula is so arranged as to predict frequency-domain acoustic signal at any location in a duct by using unsteady flow data in space and time, which can be provided by the Computational Fluid Dynamics Techniques. This semi-analytic model is applied to the prediction of internal aerodynamic noise from a throttle valve in an automotive engine. The predicted noise levels from the throttle valve show good agreement with actual measurements. The results show that the dipole noise is dominant in this phenomena and the origin of noise sources is attributed to the anti-vortex lines formed in the down-stream from a throttle valve. This illustrative computation shows that the current method permits generalized predictions of flow noise generated by bluff bodies and turbulence in flow ducts.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.117-124
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• 2005

Splitting algorithms of the incompressible Navier-Stokes equations using P1P1/P2P1 finite element formulation are newly proposed. P1P1 formulation allocates velocity and pressure at the same nodes, while P2P1 formulation allocates pressure only at the vertex nodes and velocity at both the vertex and mid nodes. For comparison of the elapsed time and accuracy of the two methods, they have been applied to the well-known benchmark problems. The three cases chosen are the two-dimensional steady and unsteady flows around a fixed cylinder, decaying vortex, and impinging slot jet. It is shown that the proposed P2P1 semi-splitting method performs better than the conventional P1P1 splitting method in terms of both accuracy and computation time.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권2호
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• pp.131-136
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• 2008

본 연구는 다양한 배열 상태에 놓인 2원주 주위의 유동장 특성을 PIV를 이용하여 파악한 것이다. 직렬배열에서 하류측 원주의 후방에서 측정한 Strouhal 수는 수평 간격비가 클수록 작게 나타났다. 직렬배열에서 2원주 사이의 흐름은 거의 정체되어 있으며, 상류측 원주에 가까울수록 정체 범위가 크게 나타났다. 직렬배열에서 자유류와 2원주의 중심선이 이루는 받음각()의 미소 변화(${\alpha}$=${\pm}1.0^{\circ}$)에 따라 2원주 사이에는 서로 반대 방향의 와류가 생성되었다. 병렬배열에서 수직 간격비가 클수록 2원주 사이의 유속이 크게 나타났다.

• Wind and Structures
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• 제13권4호
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• pp.309-326
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• 2010

CFD techniques try to find their way in the bridge engineering realm nowadays. However, there are certain fields where they offer superior performance such as conceptual bridge design and bidding design. The CFD studies carried out for the conceptual design of a 425 m length cable-stayed bridge are presented. A CFD commercial package has been employed to obtain for a set of cross-sections the aerodynamic coefficients considering 2D steady state. Additionally, for those cross-sections which showed adequate force coefficients, unsteady 2D simulations were carried out to detect the risk of vortex shedding. Based upon these computations the effect on the aerodynamic behavior of the deck cross-section caused by a number of modifications has been evaluated. As a consequence, a new more feasible cross-section design has been proposed. Nevertheless, if the design process proceeds to a more detailed step a comprehensive set of studies, comprising extensive wind tunnel tests, are required to better find out the aerodynamic bridge behavior.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권1호
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• pp.165-173
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• 2017

The aeromechanics predictions of HART I rotor obtained using a computational structural dynamics (CSD) code are evaluated against the wind tunnel test data. The flight regimes include low speed descending flight at an advance ratio of ${\mu}=0.151$ and cruise condition at ${\mu}=0.229$. A lifting-line based unsteady airfoil theory with C81 table look-up is used to calculate the aerodynamic loads acting on the blade. Either rolled-up free wake or multiple-trailer wake with consolidation (MTC) model is employed for the free vortex wake representation. The measured blade properties accomplished recently are used to analyze the rotor for the up-to-date computations. The comparison results on airloads and structural loads of the rotor show good agreements for descent flight and fair for cruise flight condition. It is observed that MTC model generally improves the correlation against the measured data. The structural loads predictions for all measurement locations of HART I rotor are investigated. The dominant harmonic response of the structural loads is clearly captured with MTC model.