• Wind and Structures
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• 제28권5호
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• pp.285-298
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• 2019

For super long-span bridges, the aerodynamic forces induced by the flow passing the box girder should be considered carefully. And the Reynolds number sensitively of aerodynamic characteristics is one of considerable issue. In the study, a numerical study on the Reynolds number sensitivity of aerodynamic characteristic (flow pattern, pressure distribution and aerodynamic forces) of a twin-box girder were carried out using large eddy simulation (LES) with the dynamic Smagorinsky-Lilly subgrid model. The results show that the aerodynamic characteristics have strong correlation with the Reynolds number. At the leading edge, the flow experiences attachment, departure, and reattachment stages accompanying by the laminar transition into turbulence, causing pressure plateaus to form on the surface, and the pressure plateaus gradually shrinks. Around the gap, attributing that the flow experiences stages of laminar cavity flow, the wake with alternate shedding vortices, and turbulent cavity flow in sequence with an increase in the Reynolds number, the pressures around the gap vary greatly with the Reynold number. At the trailing edge, the pressure gradually recovers as the flow transits to turbulence (the flow undergoes wake instability, shear layer transition-reattachment station), In addition, at relative high Reynolds numbers, the drag force almost does not change, however, the lift force coefficient gradually decreases with an increase in Reynolds number.

• 한국지구과학회지
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• 제34권6호
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• pp.561-574
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• 2013

본 연구에서는 낙동강 강정고령보 근처에서 2011년 7월부터 2012년 9월까지 1년 이상 관측된 에너지 플럭스 자료의 분석을 통해 강 주변 농경지와 도시에 따른 플럭스 특징을 알아보고 향후 영향평가에 활용 가능한 자료인지 평가하고자 하였다. 연구 대상지는 농경지로 둘러싸인 시골지역과 도시공단 지역에 위치하였다. 현열 및 잠열 플럭스를 풍향에 따라 분석하였다. 여름에 바람이 강쪽에서 불어올 때 두 관측지점 모두 현열은 감소하고 잠열은 증가하는 형태를 보였다. 이는 강으로부터 전달된 수분에 의한 것으로 파악된다. 보웬비, 에너지 수지 닫힘, 운동량 플럭스, 안정도에 대한 분석 또한 이루어졌다. 두 지점간 보웬비를 비교한 결과 전 계절에 걸쳐 도시 지역의 보웬비가 농경지 지역의 보웬비보다 더 높았다. 에너지 수지 닫힘은 도시 지역에서 더 낮게 나타났는데 이는 도시 지역에서 저장항 계산이 배제되었기 때문으로 보인다. 운동량 플럭스는 여름과 겨울 두 계절 모두 도시 지역에서 더 높게 나타났다. 강한 난류를 보이는 주간과 여름에 불안정한 상태가 장시간 지속되었다. 이들 지점에서 관측된 자료는 향후 강이 주변지역에 미치는 영향에 대한 연구에 사용하기 적절한 것으로 보인다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.648-656
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• 2022

국제해사기구(IMO)의 온실가스(GHG) 감축 전략과 같은 환경규제를 강화함에 따라 친환경 선박 및 대체 연료 등 기술 개발이 확대되고 있다. 그의 일환으로 해운사와 조선사를 중심으로 에너지 저감과 풍력 추진 기술을 활용한 선박 추진 기술이 대두되고 있다. 풍력 추진 기술의 확보와 실증 연구를 조선 및 해운 분야에 도입함으로써 친환경 기술을 활용한 고부가가치 시장을 창출할 수 있으며, 운항선박의 연료 소비율을 줄임으로써 연비를 약 6~8 % 정도 향상시켜 GHG의 감축을 기대할 수 있다. 로터 세일(Rotor Sail, RS) 기술은 원형 실린더가 일정한 속도로 회전하여 유체를 통과할 때 실린더의 수직 방향으로 유체역학적 힘을 발생시키는 기술이다. 이를 마그누스 효과(Magnus Effect)라고 하며, 본 연구에서는 선박에 설치된 풍력보조추진 시스템인 RS 주위의 난류 유동특성에 관한 수치해석적 연구를 통하여 추진효율을 높일 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 그래서 RS의 공기 역학적 힘에 영향을 미치는 매개변수로써 속도비(Spin Ratio, SR)와 종횡비(Aspect Ratio, AR) 변화에 따른 양력계수(C_L)와 항력계수(C_D)를 도출하였고, RS 끝단 플레이트(End Plate, EP) 적용에 따른 RS 주변 유동특성을 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.516-523
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• 2013

제자리 비행하는 수직이착륙 무인항공기용 엇회전식 덕티드팬의 전 후방동익 팁간극이 덕티드팬에 미치는 영향을 파악하기 위해 전산해석을 수행하였다. $k-{\omega}$ SST 난류 모델을 사용하여 엇회전식 덕티드팬의 전산해석을 수행하였으며, 기준형상에 대해 제자리 및 전진 비행 상태의 공력특성을 풍동시험을 통해 계측하여 전산해석 기법을 검증하였다. 엇회전식 덕티드팬에서 특정 동익의 팁간극이 증가하면 그 동익과 덕트의 추력계수는 감소하고, 다른 동익의 추력계수는 증가하는 경향을 확인하였다. 후방동익의 팁간극이 증가하면 덕티드팬 출구면의 평균 전압을 상승시켜 덕티드팬의 추력을 증가시켰다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.466-471
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• 2014

The interior vehicle noise due to the exterior aerodynamic field is an important topic in the acoustic design of a car. The air flow detached from the A-pillar and impacting the side windows are of particular interest as they are located close to the driver / passenger and provides a lower insulation index than the trimmed car body parts. This paper presents a numerical analysis method for a simplified vehicle model. The internal air cavity including trim component are included in the simulation. The car body includes the windshield and two side windows. The body is made of aluminum and trimmed with porous layers. The methodology proposed in this paper relies on two steps: the first step involves the computation of the exterior flow and turbulence induced non-linear acoustic field using PowerFlow. The second step consists in the computation of the vibro-acoustic transmission through the window using the finite element vibro-acoustic solver Actran. Additionally in order to validate the numerical process, an experimental set-up has been created based on the simplified vehicle. The vibration of the windshield and windows, the total wind noise level results and the relative contributions of the different windows are then presented and compared to measurements. The influence of the flow yaw angle (different wind orientation) is also assessed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.181-191
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• 1997

케이블이 가설되기 전까지 외팔보 형태로 지지되는 현수교의 주탑에 불규칙적인 변동 공기력이 작용할 때 발생하는 버페팅은 구조물의 기본 고유진동수와 일치하는 풍속이 존재하고 이에 따른 주탑의 공진에 의해 큰 응답을 유발할 수 있다. 버페팅 하중에 의한 동적 응답을 감소시키기 위해서 제진장치의 일종인 TMD(Tuned Mass Damper)를 부착한 주탑의 거동특성에 관한 연구를 유한요소법에 의하여 시간영역에서 수행하였다. 버페팅 하중을 구하기 위하여 주파수 영역의 속도스펙트럼을 시간영역의 무작위변량으로 변환시켰으며, peak factor를 이용하여 일정기간동안 일어날 수 있는 구조물의 최대 변위의 기대치를 구하였다. 최적의 TMD 부착위치와 제원을 변수별 수치해석을 통하여 결정하였으며, 최적의 제원을 갖는 TMD에 의한 풍속별 진동제어 효과를 검토하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.1035-1044
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• 2013

면내 하중을 지지하는 면재와 면외 하중을 지지하는 심재로 구성되는 샌드위치 패널 구조물은 높은 비강도와 비강성을 가지므로 경량화가 요구되는 대형 구조물에 자주 이용된다. 그러나, 이러한 구조물은 필연적으로 높은 하중에 대하여 유연성의 증가를 일으키게 되므로, 이에 대한 구조 안전성 분석이 이루어져야 한다. 이에 대해 실제 풍하중은 거스트 영향 등을 비롯한 비선형성을 가지는 요소들이 고려되어야 하며, 구조물의 안전성 분석을 위하여 입력 하중에 대해 보다 실제 물리현상에 근접하게 모사되어야 한다. 이에 이 연구에서는 유체-구조 연성해석 기법을 이용하여 대형 등격자-보강 패널 구조물에 대한 구조 안전성 분석이 수행되었다. 입력하중인 풍하중에 대하여 보다 실제적 모사를 위해 불규칙 변동 속도성분인 거스트 영향이 고려된 랜덤분포 풍하중에 대한 유동장을 생성하여 압력-변위 사상을 통하여 연성해석이 수행되었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.180-188
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• 2014

현대자동차그룹은 HSM이라고 불리는 간략화된 차량 모델에 대하여 썬루프 버페팅 현상의 실험적인 조사를 시행하였다. 현대자동차그룹은 어떤 CFD솔버가 충분한 정확도를 가지고 썬루프 버페팅 현상을 예측하는지 조사하기 위해 상용CFD공급업체의 참여를 요청하였다. ANSYS Korea는 이번 조사에 참여하여 ANSYS fluent를 이용하여 HSM의 썬루프 버페팅에 대한 수치해석을 수행하였다. 먼저 유동장 검증을 위해 풍속 60 km/h에 대하여 썬루프가 닫힌 HSM모델에 대하여 해석을 수행하였다. HSM상부 면의 세 지점에서 속도 분포를 예측하였고, 이는 시험결과와 비교되었다. 그런 다음 고해상도 난류 모델인 DES를 이용한 해석이 전 풍속영역에 걸쳐 수행되었다. 버페팅 주파수와 버페팅 음압레벨이 예측되었고, 이는 시험결과와 비교되었다. 이를 통해 실제 차량 개발을 위한 CFD의 예측 가능성에 대하여 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.85-90
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• 2011

본 연구는 국내 고층건물 특별피난계단의 부속실에 설치되는 급기가압 제연시스템에서 화재 발생 시 피난을 위하여 출입문이 개방되었을 경우 형성되는 방연풍속의 특성을 FDS를 이용하여 해석하였고, 해석 결과를 분산분석으로 기류의 특성에 따른 측정 방안을 분석하고자 한다. 부속실과 같은 구획공간의 설계 조건에서 급기댐퍼에서 토출되는 보충량은 심한 와류를 형성하고 형성된 와류의 범위 안에 출입문이 존재할 경우 비정상적인 기체의 유동이 출입문지점에 발생한다는 것을 선행연구를 통하여 확인할 수 있었다. 국가화재안전기준 NFSC 501A에서 방연풍속을 측정할 때에는 출입문의 개방에 따른 개구부를 대칭적으로 균등 분할하는 10 이상의 지점에서 측정하는 풍속의 평균치로 할 것으로 정하고 있으나 이러한 조건에서는 출입구 상부 지점에 기류의 유입 현상을 파악하기 어렵고 풍속의 편차가 심하기 때문에 측정점을 공기조화설비의 시험조정 평가 기술기준에서 제시하는 64점 이상으로 세분화하여 측정하여야 할 것이다.

• Wind and Structures
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• 제27권2호
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• pp.101-109
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• 2018

Wall jet flow exists widely in engineering applications, including the simulation of thunderstorm downburst outflows, and has been investigated extensively by both experimental and numerical methods. Most previous studies focused on the scaling laws and self-similarity, while the effect of lip thickness and external stream height on mean velocity has not been examined in detail. The present work is a numerical study, using steady Reynolds-Averaged Navier Stokes (RANS) simulations at a Reynolds number of $3.5{\times}10^4$, of a turbulent plane wall jet with an external stream to investigate the influence of the wall jet domain on downstream development of the flow. The comparisons of flow characteristics simulated by the Reynolds stress turbulence model closure (Stress-omega, SWRSM) and experimental results indicate that this model may be considered reasonable for simulating the wall jet. The confined wall jet is further analyzed in a parametric study, with the results compared to the experimental data. The results indicate that the height and the width of the wind tunnel and the lip thickness of the jet nozzle have a great effect on the wall jet development. The top plate of the tunnel does not confine the development of the wall jet within 200b of the nozzle when the height of the tunnel is more than 40b (b is the height of jet nozzle). The features of the centerline flow in the mid plane of the 3D numerical model are close to those of the 2D simulated plane wall jet when the width of the tunnel is more than 20b.