희박예혼합 가스터빈 연소기에 적용되는 스월 유동은 연소효율증가와 배기가스저감을 목적으로 적용된 것로 연소기 내 유동장의 전단층생성에 의한 재순환영역이 생성되게 한다. 이러한 재순환영역은 연소가스 재순환에 의한 화염온도와 화염길이를 낮추는 효과를 가지고 있다. 또한 희박연소에서 연소불안정성 억제효과도 있다. 본 연구에서는 모형가스터빈연소기에서 스월러를 이용하여 스월유동을 유도하고, 연소기 노즐에서 평균속도가 일정 할 때의 스월수 증가에 따른 유동장의 속도분포 특성을 분석하였으며 이때 PIV 계측 실험과 난류통계기법을 이용하여 난류인자들을 도출하였다. 스월수의 증가는 연소기 내부 유동장의 형태가 바뀌게 되고, 재순환영역의 위치가 연소기 노즐방향으로 이동하게 되어 화염길이를 줄여 주며, 난류강도와 난류길이 스케일이 감소하게 되어 에디의 크기가 작아짐을 확인하였다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제16권4호
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pp.500-509
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2015
The numerical simulation of two-dimensional moving blade row interactions is conducted by CFD means to investigate the interactions between the front and rear propeller in a stratospheric airship contra-rotating open propeller configuration caused by different rotational speeds. The rotational speed is a main factor to affect the propeller Reynolds number which impact the aerodynamic performance of blade rows significantly. This effect works until the Reynolds number reaches a high enough value beyond which the coefficients become independent. Additionally, the interference on the blade row has been revealed by the investigation. The front blade row moves in the induced-velocity field generated by the rear blade row and the aerodynamic coefficients are influenced when the rear blade row has fast RPMs. The rear blade row moving behind the front one is affected directly by the wake and eddies generated by the front blade row. The aerodynamic coefficients reduce when the front blade row has slow RPMs while increase when the front blade row moves faster than itself. But overall, the interference on the front blade row due to the rear blade row is slight and the interference on the rear blade row due to the front blade row is much more significant.
본 연구는 2차원 충돌공기분류계에서 공기의 흐름 방향과 수직이 되게 설치한 평판 전열면 앞에 전열증진을 목적으로 난류촉진체인 정4각 로드군을 설치할때의 유동특성과 전열특성을 실험을 통해서 구명하고, 본 실험범위내에서 로드의 최적 설치조건을 제시하기 위한 실험적 연구이다. 실험은 먼저 로드를 설치하지 않은 평판에서의 전열특성을 밝힌후, 로드를 설치할 경우 로드의 피치가 40mm일때 로드와 전열면사이의 간극 및 로드폭 변화시의 유동특성과 전열 특성을 구명하여 로드를 설치하지 않은 평판과의 전열성능을 비교하였다. 본 실험범위내에서 전열면에 간극을 두고 로드를 설치하면 로드 바로 밑에서의 가속 및 로드에 의한 난류생성과 재부착에 의해 전열성능은 향상되며 로드폭을 변화시킨 경우에는 로드폭이 클수록 로드 바로 밑에서의 가속효과와 로드 직전에 와류의 영향이 크게 작용하여 전열성능이 향상된다.
The interannual variability of the water masses was analyzed from the CTD data measured in the tropical northwestern Pacific from 2006 to 2014. There are two typical water masses NPTW and NPIW that reveal the interannual variability in the survey area, in addition to two other water masses; the surface water mass TSW with a large seasonal variability and the deep water mass AACDW with a constant temperature-salinity characteristic at the depths deeper than 2,000 meters. In 2012 and 2014 NPTW was the most widely extended horizontally and thicker than 100 meters vertically, which was found over the entire survey area. However, NPTW was reduced and became much narrower in 2009 than in the other years. NPIW seemed to expand southwards from the north of $21^{\circ}N$ to $15^{\circ}N$ in 2008 and in 2012, which showed the salinity minimum in 2013 (< 34.15 psu). The sea surface height estimated by Absolute Dynamic Topography (ADT) approximately along $135^{\circ}E$ section showed the high peaks (> $1.45dyn{\cdot}m$) between $16^{\circ}N$ and $18^{\circ}N$ during the periods between 2007 and 2009 and between 2012 and 2013; the former peak lasted wider and longer in latitude and time (about three times) than the latter. The vertical section of the geostrophic currents in the upper 1,000 meters shows that there was a mesoscale pattern of repeated eastward and westward flows a few times in some years (2010 and 2014), which seemed to disappear in some other years (2008 and 2012); the former was closely related to the mesoscale eddies and the latter implied the pattern with the permanent currents. The persistent eastward flow between $17^{\circ}N$ and $19^{\circ}N$ seems to be related to the Subtropical Countercurrent (STCC).
One of the most important factors that cause eutrophication is nutrient materials containing nitrogen and phosphorus which stem from excreation of terrestial sources and release from sediment. Therefore, to improve water quality, the reduction of these nutrients loads should be indispensible. At this study, the three-dimensional numerical hydrodynamic and ecosystem model, which was developed by Institute for Resources and Environment of Japan, were applied to analyze the processes affecting the eutrophication. The residual currents, which were obtained by integrating the simulated tidal currents over 1 tidal cycle, showed the presence of a typical counterclockwise eddies between Gyewha and Garyuk island. Density driven currents were generated westward at surface and eastward at the bottom in Saemankeum area where the fresh waters are flowing into, The ecosystem model was calibrated with the data surveyed in the field of the study area in annual average. The simulated results were fairly good coincided with the observed values within relative error of $30\%$. The simulations of DIN and DIP concentrations were performed using ecosystem model under the conditions of $40\~100\%$ pollution load reductions from pollution sources. In study area, concentration of DIN and DIP were reduced to $59\%$ and $28\%$ in case of the $80\%$ reduction of the input loads from fresh water respectively. But pollution loads from sediment had hardly affected DIN and DIP concentration, The $95\%$ input load abatement is necessary to meet the DIN and DIP concentration of second grade of ocean water quality criteria.
본 연구는 C-D 노즐로부터 발생하는 초음속 제트 유동을 가시화하는데 목표가 있다. 본 실험에서 PIV를 이용하여 정량적인 제트의 결과를 얻어 쉴리렌 기법을 통해 얻은 정성적 결과와 비교하여 나타내었다. 컬러 쉴리렌은 $0.5{\mu}s$의 스파크 광원을 이용하였다. $M_d=2.0,2.2$의 C-D 노즐에 대해 다양한 압력비($p_0/p_b=5$, 6, 7, 8)를 적용하여 발생하는 제트에 대해 가시화 실험을 수행하였다. 가시화 결과, 제트의 주된 특성인 과팽창 제트, 부족팽창 제트, 음파 등이 관측 되었다.
도시하천의 복개구간내 흐름의 수리는 복개슬라브를 지지하는 말뚝군 주위에 발생하는 과류의 중첩 및 간섭효과 때문에 대단히 복잡하다. 본 연구에서는 말뚝군의 여러 가지 배치에 따른 배수위 상승효과를 정량적으로 산정하기 위한 방법을 제안하기 위해 광범위한 실험적 연구를 수행하였다. 배수위 상승을 지배하는 인자로는 말뚝군으로 인한 흐름단면의 축소율과 흐름의 Froude 수, 흐름 방향으로의 말뚝군 간격, 복개구간의 총길이 등으로 밝혀졌다. 흐름방향에 직각인 방향으로 교각을 설치한 경우 단면 축소율과 흐름의 Froude수가 배수위 상승에 미치는 영향을 분석하였으며 배수위 상승량의 산정을 위한 다중회귀분석식을 도출하였다. 흐름의 횡방향 및 종방항으로 배치시킨 말뚝군이 배수위 상승에 미치는 영향도 단면 축소율, 흐름의 Froude 수, 흐름방향의 말뚝간 간격 및 복개구간의 총길이 등의 항으로 분석하였으며, 실험자료의 다중회귀분석에 의해 이들 영향인자를 사용하여 배수위 상승률을 산정할 수 있는 경험식을 도출, 제안하였다.
역동적인 파랑에 노출되는 경우 다양한 failure mode를 쉽게 드러내는 Oil boom의 성능을 개선하기 위해 가장 정교한 파랑모형인 spatially filtered Navier-Stokes 식을 LES (Large Eddy Simulation), 잔차응력에 대한 LDS (Lagrangian Dynamic Smagorinsky 모형), SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법을 활용하여 해석하는 새로운 수치모형이 제언되었다. 이어 부유식 Oil Boom의 누유특성을 규명하기 위해 oil spill, progressive wave, oil boom의 상호작용을 oil boom이 계류삭에 고정되어있는 경우와 oil boom의 excursion이 허용된 경우에 대해 각각 수치모의 하였다. 모의결과 oil boom의 skirt 길이가 수심의 30% 이상이고 excursion이 허용된 경우 oil spill의 차폐 기능은 극대화되는 것으로 밝혀졌다. 이와 더불어 y = 1~2 m 사이에 오일막과 해수의 경계층에서 생성된 와류가 저면으로 확산되면서 시계방향과 반 시계방향의 와류가 엇갈리게 생성되는 coherent eddies가 관측되어 수리실험을 통해 그 존재가 알려진 Kelvin-Helmholz파의 성장과정과 계면으로부터의 일탈과정이 수치모의된 것으로 판단된다.
현장 관측, 수리실험 및 수치실험에 의해 진해만 조류 및 조속간차류의 2차원적 변동특성을 연구하였다. 수리 및 수치실험 결과는 현장 관측결과와 비교적 잘 일치하 였다. 가덕수로, 견내량수로 및 진해만의 중앙수로에서 대조기 최강유속은 약 90∼110 cm/s 이고, 소조기 최강유속은 약 30∼40 cm/s 로써 강하게 나타났으며, 조속간 차류 도로 여러개의 와류를 형성하면서 강하게 일어났다. 진해만의 서부해역과 북부해역에 서 대조기 외강유속은 약 30 cm/s 이하, 소조기 최강유속은 약 10 cm/s 이하로써 약하 며, 조속장로 비교적 약하게 일어났다. 가조로 북부해역에서는 북향하는 조속장로 가 조로 이남해역에서는 시계방향으로 회전하는 와류가 발생하였다. 만내에서 표층흐름 은 바람 하천유출수에 의해 강하게 지배되고, 대조류보다 소조기의 흐름이 바람 과 유출수의 영향을 더 많이 받는다.
본 연구에서는 기존의 형태추적법을 이용한 해양의 연속 AVHRR 위성화상자료 상의 유속추정 방법을 해양의 전선이나 소용돌이의 경계부를 정의하는데 있어 객관적 알고리즘을 이용하여 개선하였다. 그것을 위하여 Sobel 필터를 사용하였다. 이 Sobel 필터는 화상상의 객체의 가장자리를 추정하는데 대단히 효과적인 필터로서 판명되었다. Sobel 방법을 이용하여 가장자리를 정의한 후 그 가장자리 상에서 유속 백터를 추정하기 위하여 Pattem tile 과 Search tile 의 중심좌표를 선정할 필요가 있다. 본 연구에서 개발한 최대상관법을 이용한 형태추적법은 화상 전체를 이용할 필요 없이 객체가 정의된 부분화상을 이용하여 유속 벡터를 추정하기 때문에 훨씬 빠르고 효과적이었다. 동해에서 ADCP를 이용한 현장 관측자료와 비교하여 본 연구에서 개발한 방법의 타당성을 분석한 바로는 유속치에서 약 35% 이하 감소, 해류방향에서 약 $34^{\circ}$ 이하의 오차가 발생한 결과를 얻었다. 이는 기존의 결과와 비교할 때 향상된 결과로 평가된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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