• 제목/요약/키워드: Wake Flow

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로터 후류와 외풍에 따른 무유도 로켓 궤적 변화 해석 (Unguided Rocket Trajectory Analysis under Rotor Wake and External Wind)

  • 김형석;채상현;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.41-51
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    • 2018
  • 무장 헬리콥터에서 발사되는 무유도 로켓은 로터 블레이드에 의한 내리흐름과 전후좌우 기동으로 인한 외풍에 의해 전체 궤적 및 사거리가 변화하므로, 내리흐름 효과를 고려하여 무유도 로켓의 궤적을 예측하는 것이 중요하다. 내리흐름 효과를 고려한 무유도 로켓의 궤적 및 사거리를 예측하기 위해, 본 연구에서 여러 외풍 조건에 따른 후류 영역을 Actuator Disk Model(ADM)로 계산하고 6 자유도 (6 DOF) 운동 해석으로 무유도 로켓의 자세 및 전체 비행 궤적을 예측할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 ADM 해석 결과를 6 자유도에 반영하여 다양한 초기 발사조건에서 무유도 로켓의 전체 궤적을 예측할 수 있고, 기존 Inflow model을 이용한 내리흐름 해석과는 다르게 동체와의 간섭효과를 고려하여 비교적 정확한 내리흐름 및 다양한 외풍 환경 조건으로 궤적을 예측 할 수 있다. 개발된 알고리즘을 이용하여, 내리흐름 효과에 의한 무유도 로켓의 자세 및 궤적 변화 메커니즘을 유효 받음각 변화와 기수 자세 안정성으로 규명하였다. 그리고 외풍으로 인해 변화하는 내리흐름 효과를 고려하여 무유도 로켓의 궤적변화와 사거리를 계산한 결과, 후방 외풍 시 최대 13% 사거리 증가를 보였다. 사거리 증가의 주요 요인으로 내리흐름 영역과 강도, 부차적 요인으로 외풍과 동체와의 간섭효과, 동압의 크기인 것을 밝혔다. 또한 사거리 변화량이 가장 큰 후방 외풍에서, 후방 외풍의 풍속이 증가함에 따라 로켓의 사거리가 증가하였다. 하지만 특정 후방 외풍 크기 이상에서 더 이상 로켓 사거리가 증가하지 않는 한계를 보였다.

진동하는 NACA 0012 에어포일에서의 항력계수 변화 (Drag Coefficient Variations of an Oscillating NACA 0012 Airfoil)

  • 김동하;장조원;김학봉;전창수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.137-145
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    • 2008
  • 진동하는 에어포일의 항력계수 변화에 미치는 레이놀즈수 영향을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 0012 에어포일은 ${\pm}6^{\circ}$의 진동 진폭을 갖고, 1/4 시위를 기준으로 피칭운동을 하도록 하였다. 실험조건에서 자유흐름속도는 1.98, 2.83 그리고 4.03 m/s이며, 이를 근거로 한 시위길이 레이놀즈수는 각각 $2.3{\times}10^4$, $3.3{\times}10^4$, $4.8{\times}10^4$이다. 항력계수는 근접후류에서 2축 열선프로브(X-type, 55R51)로 측정된 평균속도 분포로부터 산출되었다. 레이놀즈수 2.3×104에서 항력계수는 음(-)의 댐핑(negative damping)을 보이며, 에어포일이 공기력에 의해 가진 될 수 있는 불안정한 상태를 나타내었다. 반면에 레이놀즈수가 $3.3{\times}10^4$에서 $4.8{\times}10^4$이다로 증가하면서 항력계수 곡선은 양(+)의 댐핑(positive damping)을 나타내었다. 따라서 항력계수 변화는 레이놀즈수 $2.3{\times}10^4$$4.8{\times}10^4$ 사이에 상당한 차이가 있다는 것을 나타낸다.

전진 비행하는 쿼드 틸트 로터의 공력성능 및 특징에 대한 수치적 연구 (Numerical Analysis on Aerodynamic Performances and Characteristics of Quad Tilt Rotor during Forward Flight)

  • 이성기;오세종;최성욱;이융교;박동훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.197-209
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    • 2018
  • 본 연구에서는 전진 비행하는 쿼드 틸트 로터(Quad Tilt Rotor, QTR)에 대한 수치적 연구를 수행하여, 각 구성 요소에 의한 간섭효과와 위상차 및 로터 회전 방향 등 로터 운용조건에 의한 영향을 분석하였다. 효율적인 로터 유동장 계산을 위해 오픈소스 CFD 코드인 OpenFOAM에 Actuator Surface Method(ASM) 기법을 결합한 해석자를 사용하였다. 전 후방 날개의 양력은 날개 끝단에 부착된 로터의 회전 방향에 따라 증감하며 특히 후방 날개에서는 전 후방 로터에 의한 간섭효과가 복합적으로 나타난다. 전 후방 로터의 위상차에 의한 날개의 공력 성능 변화는 상대적으로 미미함을 확인하였다. 로터에서는 날개로 인한 폐쇄효과 발생에 따라 국소적으로 높은 추력이 발생한다. 특히, 후방 로터에서는 전방 나셀에서 발생한 후류의 간섭효과로 인해 전방 로터 대비 높은 국소적 추력이 발생한다. 또한 로터 간의 위상차에 따라 추력 요동의 진폭이 감소할 수 있음을 확인하였으며 운용 조건에 따른 전 후방 로터의 성능과 전체 비행체의 공력 성능을 비교, 분석하였다.

Investigation of thermal hydraulic behavior of the High Temperature Test Facility's lower plenum via large eddy simulation

  • Hyeongi Moon ;Sujong Yoon;Mauricio Tano-Retamale ;Aaron Epiney ;Minseop Song;Jae-Ho Jeong
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권10호
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    • pp.3874-3897
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    • 2023
  • A high-fidelity computational fluid dynamics (CFD) analysis was performed using the Large Eddy Simulation (LES) model for the lower plenum of the High-Temperature Test Facility (HTTF), a ¼ scale test facility of the modular high temperature gas-cooled reactor (MHTGR) managed by Oregon State University. In most next-generation nuclear reactors, thermal stress due to thermal striping is one of the risks to be curiously considered. This is also true for HTGRs, especially since the exhaust helium gas temperature is high. In order to evaluate these risks and performance, organizations in the United States led by the OECD NEA are conducting a thermal hydraulic code benchmark for HTGR, and the test facility used for this benchmark is HTTF. HTTF can perform experiments in both normal and accident situations and provide high-quality experimental data. However, it is difficult to provide sufficient data for benchmarking through experiments, and there is a problem with the reliability of CFD analysis results based on Reynolds-averaged Navier-Stokes to analyze thermal hydraulic behavior without verification. To solve this problem, high-fidelity 3-D CFD analysis was performed using the LES model for HTTF. It was also verified that the LES model can properly simulate this jet mixing phenomenon via a unit cell test that provides experimental information. As a result of CFD analysis, the lower the dependency of the sub-grid scale model, the closer to the actual analysis result. In the case of unit cell test CFD analysis and HTTF CFD analysis, the volume-averaged sub-grid scale model dependency was calculated to be 13.0% and 9.16%, respectively. As a result of HTTF analysis, quantitative data of the fluid inside the HTTF lower plenum was provided in this paper. As a result of qualitative analysis, the temperature was highest at the center of the lower plenum, while the temperature fluctuation was highest near the edge of the lower plenum wall. The power spectral density of temperature was analyzed via fast Fourier transform (FFT) for specific points on the center and side of the lower plenum. FFT results did not reveal specific frequency-dominant temperature fluctuations in the center part. It was confirmed that the temperature power spectral density (PSD) at the top increased from the center to the wake. The vortex was visualized using the well-known scalar Q-criterion, and as a result, the closer to the outlet duct, the greater the influence of the mainstream, so that the inflow jet vortex was dissipated and mixed at the top of the lower plenum. Additionally, FFT analysis was performed on the support structure near the corner of the lower plenum with large temperature fluctuations, and as a result, it was confirmed that the temperature fluctuation of the flow did not have a significant effect near the corner wall. In addition, the vortices generated from the lower plenum to the outlet duct were identified in this paper. It is considered that the quantitative and qualitative results presented in this paper will serve as reference data for the benchmark.

농촌지역 주민들의 구취실태와 유발요인 (Halitosis and Related Factors among Rural Residents)

  • 이영옥;홍정표;이태용
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제32권2호
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    • pp.157-175
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    • 2007
  • 본 연구는 농촌지역 주민들의 구취실태를 파악하고 구취에 관련된 요인을 알아봄으로써 구취예방 및 효율적인 구취제거 방안을 마련하는데 기초 자료를 제공하고자 일부 농촌지역의 주민 293명을 대상으로 2006년 1월 4일부터 1월 21일까지 면접설문조사(구강위생관리 행태, 구취관련 질병력, 구취실태), 구취측정, 구강검사, 치아우식활성검사(스나이더검사, 타액분비율검사, 타액완충능검사)를 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 잇솔질 횟수는 1일 2회가 46.1 %로 가장 많았고, 여자가 남자보다 잇솔질 횟수가 많았다. 매일 혀솔질을 하는 군은 25.6%이었고, 보조 구강위생용품을 사용하는 군은 9.2 %이었다. 2. 평상시 구취를 자각하고 있는 사람은 62.5 %이었고, 구취를 가장 심하게 자각하는 시기는 기상 후가 72.7 %, 구취를 자각하는 부위는 잇몸에서 23.0 %, 구취의 유형으로는 구린 냄새가 37.2 %로 높게 나타났다. 3. 구취측정 결과 OG는 50 ppm미만이 54.3 %, $50{\sim}100ppm$ 범위에 41.6 %로 나타났고, $NH_3$$20{\sim}60ppm$ 범위에 52.6 %로 가장 높았다. 4. 구취관련 질병력별 OG는 치아우식증으로 인한 식편압입, 당뇨병과 구취에 대한 가족력군에서 $50{\sim}100ppm$ 범위에 유의하게 높았으며, $NH_3$는 호흡기계 질환군에서 유의한 차이가 있었다. 5 평상시 구취 자각정도별 OG는 '냄새가 나지 않는다'는 군과 '가끔 냄새가 난다'는 군에서 50 ppm 미만에 각각 55.9 %, 57.5 %로 나타났고, '본인이 느낄 정도로 항상 냄새가 난다'는 군과 '항상 심하게 냄새가 난다'는 군에서 $50{\sim}100ppm$ 범위에 각각 52.0 %, 63.6 %로 높게 나타났으며, $NH_3$는 모두 $20{\sim}60ppm$ 범위에 높게 나타났다. 6. 구강검사별 OG는 치수노출치와 식편압입이 많을수록, 설태지수가 높아질수록 $50{\sim}100ppm$ 범위에 OG값이 증가되었고, $NH_3$는 보철치가 많을수록, 설태지수가 높아질수록 유의하게 증가되었으며, 하악 국소의치군에서 60 ppm 이상으로 유의하게 증가되었다. 7. 스나이더검사는 고도활성이 43.0 %로 가장 높았고, 산 생성균의 활성이 높을수록 OG값이 증가되었다. 자극성 타액분비율 검사는 8.0 ml 이하에서 62.5 %로 가장 높았고, 타액분비율이 많을수록 OG값이 감소된 분포를 보였으며, 타액완충능검사는 0.1N 유산용액의 방울 수가 $6{\sim}10$ 방울에서 58.7 %로 가장 높았고, 타액완충능이 증가될수록 OG값이 냄새를 느끼지 못하는 50 ppm 미만에서 증가되었다. 8. 구강환경과 구취와의 상관관계에서 OG는 타액분비율, 보철치와 음의 상관관계를, 치수노출치, 충전치, 현존치, 설태량, 식편압입과 양의 상관관계를 보였으며, $NH_3$는 우식치와 음의 상관관계를, 보철치, 잇솔질 횟수와 양의 상관관계를 보였다. 9. 다중회귀분석 결과에서 OG에 영향을 주는 요인으로는 여자, 치수노출치, 보철치, 식편압입, 타액분비율, 설태지수, 스나이 더검사의 고도활성이 선정되었고 이들의 설명력은 45.1 %이었으며, NH3에 영향을 주는 요인으로는 여자, 치수노출치, 설태지수, 보철치가 선정되었으며 이들의 설명력은 6.6 %이었다. 이상의 결과를 볼 때, 조사대상 농촌지역 주민들의 구취실태는 구강환경 및 구취관련 요인, 치아우식활성검사의 스나이더 검사, 타액분비율검사와 밀접한 관련이 있음을 시사한다. 따라서 이들 주민들의 구취예방을 위해서는 식후에 올바른 잇솔질 방법 및 혀솔질과 더불어 보조 구강위생용품을 사용하여 식편압입과 설태제거를 해야 할 필요성이 강조된다. 구취의 원인과 그 성분은 매우 복잡하고 다양하므로 개인별 구취발생 요인을 정확하게 분석하기 위해서는 추후 계속적이고, 체계적인 연구가 필요하며, 보건(지)소의 치과위생사를 활용하여 지역사회 주민들에게 계속적인 구강보건교육 프로그램이 제공되어야 한다고 생각된다.