• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.59-67
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• 2016

작동 고도에 따라 노즐 내부에서 박리유동이 발생 또는 미발생 하는 관통형 핀틀노즐의 추력의 특성을 파악하기 위해 수치적 연구를 수행하였다. 난류모델은 저 레이놀즈 수 $k-{\varepsilon}$ 모델과 압축성 보정 모델인 Sarkar 모델을 적용하여, 핀틀 노즐의 내부 유동장을 관찰하고 노즐 벽면에서의 압력을 실험데이터와 비교하였다. 작동고도가 높아질수록 외기의 압력은 낮아지므로 낮은 고도에서의 유동 박리는 사라지고 제트의 팽창은 커진다. 추력특성을 분석하기 위해 추력을 추력의 모멘텀항과 압력항으로 나누어 분석하였다. 고도가 높아질수록 저고도에서의 박리로 인해 감소된 압력회복이 증가하고, 추력의 압력항이 증가하여 추력과 추력계수는 증가한다. 고도 20 km 조건에서는 지상에 비해 추력과 추력계수가 약 9% 증가한다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.70-79
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• 2012

공력학적 성능을 평가하는 대형 유동 시험장치에서 시험체 입구로 들어가는 유체의 압력, 온도, 유량등은 시험체의 성능 계산에 필수적인 항목이므로, 이 값들을 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 벨마우스와 레이크를 사용하여 보정 유량 범위가 5 ~ 8 kg/s인 대용량 유량을 계측하는 방법을 연구하였다. 벨마우스는 ISO Standard를 따라 0.5% 정확도를 만족할 수 있도록 설계하였고, 레이크는 등면적으로 배치하도록 설계하였다. 총 9 회의 서로 다른 조건의 시험을 분석한 결과 레이크 레이놀즈 수와 유량값의 비가 1차 함수 관계에 있음을 확인하였고, 이 관계식을 이용하여 레이크의 유량값을 벨마우스의 값을 기준으로 최대 -0.507%, 평균 -0.000274% 오차율로 보정할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.32-38
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• 2010

본 연구에서는 딤플이 설치된 유로, 립이 설치된 유로, 립과 딤플이 함께 설치된 유로에서의 열전달성능을 천이액정법을 이용하여 측정하였다. 실험에 사용된 유로의 종횡비(W/H)는 4이고, 립의 높이는6 mm, 립 간 거리(P/e)는 10, 립이 설치된 각도는 $60^{\circ}$이며, 딤플의 직경은 6 mm, 딤플 중심간 거리(s/D)는 1.2로 하였다. 레이놀즈 수는 30000-50000에 대해 실험을 수행하였다. 립이 설치된 유로에서는 경사 립에 의해 발생된 이차유동이 열전달 계수를 증가시켰고, 립과 딤플이 함께 설치된 유로에서는 립 사이에 설치된 딤플이 열전달 계수를 더욱 증가시켰다. 열전달계수는 립과 딤플이 복합 적용된 유로, 립이 적용된 유로, 딤플이 적용된 순으로 나타났고, 열성능계수도 립과 딤플이 복합 적용된 유로에서 크게 나타났다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제3권3호
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• pp.243-257
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• 2016

The increase of air traffic volume has brought an increasing amount of issues related to carbon and NOx emissions and noise pollution. Aircraft manufacturers are concentrating their efforts to develop technologies to increase aircraft efficiency and consequently to reduce pollutant discharge and noise emission. Ultra High By-Pass Ratio engine concepts provide reduction of fuel consumption and noise emission thanks to a decrease of the jet velocity exhausting from the engine nozzles. In order to keep same thrust, mass flow and therefore section of fan/nacelle diameter should be increased to compensate velocity reduction. Such feature will lead to close-coupled architectures for engine installation under the wing. A strong jet-wing interaction resulting in a change of turbulent mixing in the aeroacoustic field as well as noise enhancement due to reflection phenomena are therefore expected. On the other hand, pressure fluctuations on the wing as well as on the fuselage represent the forcing loads, which stress panels causing vibrations. Some of these vibrations are re-emitted in the aeroacoustic field as vibration noise, some of them are transmitted in the cockpit as interior noise. In the present work, the interaction between a jet and wing or fuselage is reproduced by a flat surface tangential to an incompressible jet at different radial distances from the nozzle axis. The change in the aerodynamic field due to the presence of the rigid plate was studied by hot wire anemometric measurements, which provided a characterization of mean and fluctuating velocity fields in the jet plume. Pressure fluctuations acting on the flat plate were studied by cavity-mounted microphones which provided point-wise measurements in stream-wise and spanwise directions. Statistical description of velocity and wall pressure fields are determined in terms of Fourier-domain quantities. Scaling laws for pressure auto-spectra and coherence functions are also presented.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제10권4호
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• pp.1-11
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• 2006

The finite volume based multi-block RANS code, WAVIS developed at MOERI is applied to the numerical self-propulsion test. WAVIS uses the cell-centered finite volume method for discretization of the governing equations. The realizable $k-{\epsilon}$ turbulence model with a wall function is employed for the turbulence closure. The free surface is captured with the two-phase level set method and body forces are used to model the effects of a propeller without resolving the detail blade flow. The propeller forces are obtained using an unsteady lifting surface method based on potential flow theory. The numerical procedure followed the self-propulsion model experiment based on the 1978 ITTC performance prediction method. The self-propulsion point is obtained iteratively through balancing the propeller thrust, the ship hull resistance and towing force that is correction for Reynolds number difference between the model and full scale. The unsteady lifting surface code is also iterated until the propeller induced velocity is converged in order to obtain the propeller force. The self-propulsion characteristics such as thrust deduction, wake fraction, propeller efficiency, and hull efficiency are compared with the experimental data of the practical container ship. The present paper shows that hybrid RANS and potential flow based numerical method is promising to predict the self-propulsion parameters of practical ships as a useful tool for the hull form and propeller design.

• 설비공학논문집
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• 제17권6호
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• pp.569-580
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• 2005

The present study investigates the convective heat/mass transfer characteristics in wavy ducts of a primary surface heat exchanger. The effects of duct aspect ratio and flow velocity on the heat/mass transfer are investigated. Local heat/mass transfer coefficients on the corrugated duct sidewall are determined using a naphthalene sublimation technique. The aspect ratios of the wavy duct are 7.3, 4.7 and 1.8 with the corrugation angle of $145\Omega$. The Reynolds numbers, based on the duct hydraulic diameter, vary from 300 to 3,000. The results show that at the low Re(Re $\leq$ 1000) the secondary vortices called Taylor-Gortler vortices perpendicular to the main flow direction are generated due to effect of duct curvature. By these secondary vortices, non-uniform heat/mass transfer coefficients distributions appear. As the aspect ratio decreases, the number of cells formed by secondary vortices are reduced and secondary vortices and comer vortices mix due to decreased aspect ratio at Re$\leq$1000. At Re >1000, the effects of corner vortices become stronger. The average Sh for the aspect ratio of 7.3 and 4.7 are almost same. But at the small aspect ratio of 1.8, the average Sh decreases due to decreased aspect ratio. More pumping power (pressure loss) is required for the larger aspect ratio due to the higher flow instability.

• Wind and Structures
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• 제29권1호
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• pp.75-84
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• 2019

A steady slot suction near the free-end leading edge of a finite-length square cylinder was used to control its aerodynamic forces and vortex-induced vibration (VIV). The freestream oncoming flow velocity ($U_{\infty}$) was from 3.8 m/s to 12.8 m/s. The width of the tested cylinder d = 40 mm and aspect ratio H/d = 5, where H was the height of the cylinder. The corresponding Reynolds number was from 10,400 to 35,000. The tested suction ratio Q, defined as the ratio of suction velocity ($U_s$) at the slot over the oncoming flow velocity at which the strongest VIV occurs ($U_{\nu}$), ranged from 0 to 3. It was found that the free-end slot suction can effectively attenuate the VIV of a cantilevered square cylinder. In the experiments, the RMS value of the VIV amplitude reduced quickly with Q increasing from 0 to 1, then kept approximately constant for $Q{\geq}1$. The maximum reduction of the VIV occurs at Q = 1, with the vibration amplitude reduced by 92%, relative to the uncontrolled case. Moreover, the overall fluctuation lift of the finite-length square cylinder was also suppressed with the maximum reduction of 87%, which occurred at Q = 1. It was interesting to discover that the free-end shear flow was sensitive to the slot suction near the leading edge. The turbulent kinetic energy (TKE) of the flow over the free end was the highest at Q = 1, which may result in the strongest mixing between the high momentum free-end shear flow and the near wake.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.28-34
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• 2019

본 연구에서는 터빈 냉각에 널리 사용되는 핀-휜 배열에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서 원형 튜브 전방에 익형 와류발생기가 위치하며, 익형 단면 형상은 NACA-9410을 사용하였다. 본 논문에서는 와류 발생기가 있는 핀-휜 배열 유동의 전열 성능과 유동 특성을 수직인 방향으로 변화시키며 기존의 핀-휜 유동과 비교하였다. 레이놀즈수 영역은 6000, 10000 그리고 15000 세 가지를 계산하였다. 전산 해석은 상용 프로그램인 ANSYS v18.0 CFX, 난류 모델은 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 결과적으로 전열 성능은 최대 5.8% 증가하였고 압력 손실은 1% 미만으로 증가하였다.

• 유기물자원화
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• 제27권3호
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• pp.75-80
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• 2019

본 연구는 난류로 흐르는 물에서 미세먼지 전구체 중 하나인 암모니아가 흡수되는 거동을 해석하였다. 물의 흐름이 층류보다 난류인 조건에서 암모니아의 침투 깊이가 더 깊으므로 레이놀즈 수가 $10^4$보다 큰 난류 조건이 고려된다. 거동 해석을 위하여, 무차원 물질전달 지배방정식과 상온 기준의 일정한 물성치들이 사용되었다. 물에서의 암모니아 확산계수와 물의 동점도계수는 각각 $2.45{\times}10^{-9}m^2/s$와 $1{\times}10^{-6}m^2/s$이었다. 물에서의 암모니아 농도 분포는 암모니아에 노출되기 시작하는 지점으로부터의 위치에 대하여 산출되었다. 혼합 깊이에 따른 정량적인 분포 또한 도출되었다. 이와 같은 정량적인 해석은 난류로 흐르는 물이 층류로 흐르는 것과 비교하여 얼마나 더욱 효율적으로 암모니아를 제거할 수 있는지에 대한 통찰력을 제시할 수 있다.