• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.407-413
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• 2011

VIC (Vortex-In-Cell) method for viscous incompressible flow is presented to simulate the wake behind a modified NACA16 foil. With uniform rectangular grid, the velocity in field is calculated using streamfunction from vorticity field by solving the Poisson equation in which FFT(Fast Fourier Transform) is combined with 2nd order finite difference scheme. Here, LES(Large Eddy Simulation) with Smagorinsky model is applied for turbulence calculation. Effective viscosity is formulated using magnitude of strain tensor(or vorticity). Then the turbulent diffusion as well as viscous diffusion becomes particle strength exchange(PSE) with averaged eddy viscosity. The well-established panel method is combined to obtain the irrotational velocity and to apply the no-penetration boundary condition on the body panel. And wall diffusion is used for no-slip condition numerical results of turbulent stresses are compared with experimental results (Bourgoyne, 2003). Before comparing process, LES(Large Eddy Simulation) SGS(Subgrid scale) stress is transformed Reynolds averaged stress (Winckelmans, 2001).

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권8호
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• pp.1174-1181
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• 2003

The flow around a circular cylinder was controlled by attaching O-rings to reduce drag force acting on the cylinder. Four experimental models were tested in this study; one smooth cylinder of diameter D (D=60mm) and three cylinders fitted with O-rings of diameters d=0.0167 D, 0.05D and 0.067 D with pitches of PPD=2D, 1D, 0.5D and 0.25D. The drag force, mean velocity and turbulence Intensity profiles in the near wake behind the cylinders were measured for Reynolds numbers based on the cylinder diameter in the range of Re$_{D}$=7.8$\times$10$^3$~1.2$\times$10$^{5}$ . At Re$_{D}$=1.2$\times$10$^{5}$ , the cylinder fitted with O-rings of d=0.0167D in a pitch interval of 0.25D shows the maximum drag reduction of about 5.4%, compared that with the smooth cylinder. The drag reduction effect of O-rings of d=0.067D is not so high. For O-ring circulars, as the Reynolds number increases, the peak location of turbulence intensity shifts downstream and the peak magnitude is decreased. Flow field around the cylinders was visualized using a smoke-wire technique to see the flow structure qualitatively. The size of vortices and vortex formation region formed behind the O-ring cylinders are smaller, compared with the smooth cylinder.der.

• Wind and Structures
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• 제4권3호
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• pp.177-196
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• 2001

At present the most popular turbulence models used for engineering solutions to flow problems are the $k-{\varepsilon}$ and Reynolds stress models. The shortcoming of these models based on the isotropic eddy viscosity concept and Reynolds averaging in flow fields of the type found in the field of Wind Engineering are well documented. In view of these shortcomings this paper presents the implementation of a non-linear model and its evaluation for flow around a building. Tests were undertaken using the classical bluff body shape, a surface mounted cube, with orientations both normal and skewed at $45^{\circ}$ to the incident wind. Full-scale investigations have been undertaken at the Silsoe Research Institute with a 6 m surface mounted cube and a fetch of roughness height equal to 0.01 m. All tests were originally undertaken for a number of turbulence models including the standard, RNG and MMK $k-{\varepsilon}$ models and the differential stress model. The sensitivity of the CFD results to a number of solver parameters was tested. The accuracy of the turbulence model used was deduced by comparison to the full-scale predicted roof and wake recirculation zone lengths. Mean values of the predicted pressure coefficients were used to further validate the turbulence models. Preliminary comparisons have also been made with available published experimental and large eddy simulation data. Initial investigations suggested that a suitable turbulence model should be able to model the anisotropy of turbulent flow such as the Reynolds stress model whilst maintaining the ease of use and computational stability of the two equations models. Therefore development work concentrated on non-linear quadratic and cubic expansions of the Boussinesq eddy viscosity assumption. Comparisons of these with models based on an isotropic assumption are presented along with comparisons with measured data.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권5호
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• pp.1649-1660
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• 1996

The flow around a circular cylinder was controlled by an acoustic excitation issued from a thin slit along the cylinder axis. The static pressure distributions around the cylinder wall and flow characteristics in the near wake have been measured. Experiments were performed under three cases of Reynolds number, 7.8 * 10$\^$4/, 2.3 * 10$\^$5/ and 3.8 * 10$\^$5/. The effects of excitation frequency, sound pressure level and the location of the slit were examined. Data indicate that the excitation frequency and the slit location are the key parameters for controlling the separated flow. At Re$\_$d/, = 7.8 * 10$\^$4/, the drag is reduced and the lift is generated to upward direction, however, at Re$\_$d/, =2.3 * 10$\^$5/ and 3.8 * 10$\_$5/, the drag is increased and lift is generated to downward direction inversely. It is thought that the lift switching phenomenon is due to the different separation point of upper surface and lower surface on circular cylinder with respect to the flow regime which depends on the Reynolds number. Vortex shedding frequencies are different at upper side and lower side. Time-averaged velocity field shows that mean velocity vector and the points of maximum intensities are inclined to downward direction at Re$\_$d/ = 7.8 * 10$\^$4/, but are inclined to upward direction at Re$\_$d/ = 2.3 * 10$\^$5/.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권2호
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• pp.11-21
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• 2005

3차원 비정렬 격자를 이용한 로터-동체 공력 상호작용에 대한 수치적 해석을 수행하였다. 로터와 동체간의 상대적인 운동을 모사하기 위하여 해석 유동장을 회전하는 부분과 정지된 부분으로 나누어 계산하였다. 블레이드 끝단에서 생성되는 끝단 와류를 포착하기 위하여 준 비정상 적응 격자 기법을 도입하였다. 또한 낮은 속도로 전진 비행하는 헬리콥터 해석을 위해서 저 마하수 예조건화 기법을 적용하였다. 로터-동체 공력 간섭현상에 대한 검증을 위해 Georgia Tech 형상과 NASA에서 실험한 ROBIN 형상에 대한 실험 결과와 비교하여 본 연구 해석 기법이 타당함을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권10호
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• pp.901-906
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• 2010

복잡한 지형에 위치한 풍력발전소의 유동장을 분석하기 위해 3차원 유동해석이 수행되었다. 본 논문의 목적은 복잡한 지형과 풍력발전기의 배치가 풍력발전소의 성능에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 자세한 블레이드 형상을 고려한 총 49대의 풍력발전기가 계산 도메인에 포함되었다. 풍력발전기의 회전운동을 고려하기 위해 고정회전자 기법이 사용되었고, 블레이드에 작용하는 토크를 계산함으로써 풍력발전기의 성능을 평가하였다. 수치해석 결과를 통하여 풍력발전소 전체의 자세한 유동장과 지형적 영향으로 풍속이 감소되는 국부적인 영역을 예측하였고, 상류의 발전기에서 발생하는 후류가 하류에 위치한 발전기의 성능에 미치는 영향도 분석되었다. 본 연구의 해석기법은 추후 건설되는 풍력발전소의 부지와 풍력발전기의 최적 위치를 선정하는 데 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권6호
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• pp.453-458
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• 2008

원형실린더에 크기가 다른 제어봉을 부착하여 2차원 단면 유통특성에 대해서 시간평균유동장을 계측하여 근접후류 제어에 관하여 PIV기법을 적용하여 연구를 수행하였다. 모델시험은 각각 크기가 다른 제어봉을 적용하였으며($d/D=0.1{\sim}d/D=0.5$) 레이놀즈수는 원형실린더의 직경을 기준으로 Re=15,000으로 적용하였다. 유동장의 속도분포론 획득하기 위해 2프레임 상호상관법을 이용하였다. 실험에 적용된 원형실린더(D=50mm)에 제어봉을 부착한 결과를 상호 비교함으로서 시간평균속도분포와 제어봉에 의한 유동제어 효과를 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.89-97
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• 2020

본 연구에서는 동축반전 프로펠러 설계 파라미터 중 프로펠러 상하 간격이 동축반전 프로펠러 유동에 미치는 영향을 확인하기 위해 ANSYS Fluent 19.0 Solver를 이용하여 26 inch 단일, 동축반전 프로펠러에 대해 수치적 해석을 수행하였다. 단일 프로펠러에 대해 Moving Reference Frame (MRF) 기법을 이용하였으며 동축반전 프로펠러에 대해 방위각에 따라 변하는 유동을 분석하기 위해 Sliding Mesh 기법을 사용하였다. 위, 아래 프로펠러가 서로 반대방향으로 회전하면서 서로 가까워지는 구간에서 추력과 동력이 감소하였다. 프로펠러 상하 간격이 증가하면서 위, 아래 프로펠러의 상호 간섭이 감소하는 것을 관찰하였다. 동축반전 프로펠러 주위 유동장 변수 등고선을 확인한 결과, 프로펠러가 가까워지는 구간에서 발생하는 공력 성능의 변화는 Loading 효과와 동시에 날개 끝 와류후류의 영향으로부터 기인한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.982-990
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• 2019

최근 점점 더 많은 연구자와 정부에서 해양에너지 자원 개발에 대한 관심이 고조되고 있다. 장죽수도는 조류에너지 밀도가 높아 조류 발전소를 건설하기에 적합한 잠재적 후보지 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 ADCIRC 모델을 이용하여 장죽수도의 조류자원의 잠재량을 평가하기 위한 수치적 접근방식을 제시하고, 내부 코드를 이용하여 조석 특성을 입력 매개변수로 활용하여 1 MW급 규모의 조류에너지 변환장치를 대상으로 4개의 레이아웃으로 배열하고 후류 효과로 인한 연간 에너지 생산량에 관한 수치해석을 수행하였다. 그 결과 효율이 가장 좋은 배치는 연간 최대 12.96 GWh/year의 에너지를 생성할 수 있으며, 이 값은 후류 효과로 인한 에너지 손실을 고려하면 연간 0.16 GWh씩 감소될 수 있음을 보였다. 또한, 창낙조 때 터빈 요 각도를 변경함으로써 이 요소가 에너지 추출에 미치는 영향을 분석하였으며, 터빈 배열은 터빈 요 각도가 346°와 164°(북쪽에서 시계 방향으로)일 때 대조기와 소조기에서 차례로 최대 조류 에너지를 얻을 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.333-339
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• 2012

The main objective of the present study is to investigate the roles of the micro-dimpled surface on the drag reduction. To investigate the effectiveness of the micro-dimpled surface, the flat plates are prepared. The micro-size dimples are directly carved on the metal surface by ultrasonic nano-crystal surface modification (UNSM) method. Momentum of the main flow is increased by the dimple patterns within the turbulent boundary layer (TBL), however, there is no significant change in the turbulence intensity in the TBL. The influence of dimple patterns is examined through the flow field survey near the flat plate trailing edge in terms of the profile drag. The wake flow velocities in the flat plate are measured by PIV technique. The maximum drag reduction rate is 4.6% at the Reynolds number of $10^6{\sim}10^7$. The dimples tend to increase the drag reduction rate consistently even at high Reynolds number range.