• Wind and Structures
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• 제18권1호
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• pp.69-82
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• 2014

Flow around a small white fir tree was investigated with varying the length of the bottom trunk (hereafter referred to as bottom gap). The velocity fields around the tree, which was placed in a closed-type wind tunnel test section, were quantitatively measured using particle image velocimetry (PIV) technique. Three different flow regions are observed behind the tree due to the bottom gap effect. Each flow region exhibits a different flow structure as a function of the bottom gap ratio. Depending on the gap ratio, the aerodynamic porosity of the tree changes and the different turbulence structure is induced. As the gap ratio increases, the maximum turbulence intensity is increased as well. However, the location of the local maximum turbulence intensity is nearly invariant. These changes in the flow and turbulence structures around a tree due to the bottom gap variation significantly affect the shelter effect of the tree. The wind-speed reduction is increased and the height of the maximum wind-speed reduction is decreased, as the gap ratio decreases.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권2호
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• pp.141-146
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• 2021

We have evaluated the suppression effect of atmospheric-turbulence-induced optical scintillation in terrestrial free-space optical (FSO) communication systems using a gain-saturated erbium-doped fiber amplifier (EDFA). The variation of EDFA output signal power has been measured with different amounts of gain saturation and modulation indices of the optical input signal. From the measured results, we have found that the peak-to-peak power variation was decreased drastically below 2 kHz of modulation frequency, in both 3-dB and 6-dB gain compression cases. Then, the power spectral density (PSD) of optical scintillation has been calculated with Butterworth-type transfer function. In the calculation, different levels of atmospheric-turbulence-induced optical scintillation have been taken into account with different values of the Butterworth cut-off frequency. Finally, the suppression effect of optical scintillation has been estimated with the measured frequency response of the EDFA and the calculated PSD of the optical scintillation. From our estimated results, the atmospheric-turbulence-induced optical scintillation could be suppressed efficiently, as long as the EDFA were operated in a deeply gain-saturated region.

• Wind and Structures
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• 제39권1호
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• pp.15-30
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• 2024

In this paper, detailed wind field data of the full path of typhoon "Bailu" were obtained based on site measurements. Typhoon "Bailu" made first landfall southeast of the Taiwan Strait with a wind speed of approximately 30 m/s near the center of the typhoon eye and a second landfall in Dongshang County in Fujian Province. The moving process is classified into 3 regions for analysis and comparison. Detailed analyses of wind characteristics including wind profile, turbulence intensity, gust factor, turbulence integral scale and wind power spectral density function at the full process of the typhoon are conducted, and the findings are presented in this paper. Wind speed shows significant dependence on both the direction of the moving path and the distance between the typhoon center and measurement site. Wind characteristics significantly vary with the moving path of the typhoon center. The relationship between turbulence intensity and gust factor at different regions is investigated. The integral turbulence scales and wind speed are fitted by a Gaussian model. Such analysis and conclusions may provide guidance for future bridge wind-resistant design in engineering applications.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권4호
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• pp.201-207
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• 1992

Yeo(1987)에 의하여 유도된 평균된 비선형괴의 표현식을 이론 및 실험적 분석을 통하여 난류구조의 특성을 밝혔다. 일반 평균정의식으로부터 가우스형 필터함수를 사용하여 얻어진 이 식에 의하면 종래와 같이 비선형항을 4개의 항으로 분리하여 각각을 해석할 필요가 없으며 기존 난류모형이 갖는 Closure문제로 인한 한계성도 극복할 수 있는 가능공을 보여주고 있다. 새로이 유도된 표현식으로부터 종래 개염적으로만 인식되어 왔던 vortex stretching현상을 이논적으로 도출할 수 있었으며 실제 난류자료의 분석결업 이들의 영향이 지배적임을 입증하였다. 따라서 vortex stretching의 영향을 무시한 난류모형은 그 타당성을 상설하게 된다. 또한 LES모형에 적용시킨 결과 일반적 형태의 에너지 표현식을 얻을 수 있었으며 기존의 Smagorinsky모형, 회전모형및 SGS에너지 모형은 완전히 별개의 것이 아니라 난류에너지 중 변형 및 회전에 의한 영향의 고려 가부에 따라 구분되어짐을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권3호
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• pp.329-336
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• 2024

우리나라에 설치된 다기능보의 경우 가동보 구간은 수문의 부분 개방 시 수문 개방 높이와 하류의 관리수위에 의해 자유도수 또는 수중도수 형태의 흐름이 발생한다. 본 연구에서는 수문 아래를 지나 흐르며 발생하는 수중도수를 수치모의하고 평균흐름, 난류량, 그리고 상대수심 등에 대하여 분석하였다. 수치모의를 위하여 unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식과 volume of fluid 기법, 그리고 k-ω SST 난류모형을 이용하였다. 기존에 수행된 다른 연구자들의 실험 결과를 이용하여 수치모형을 검증하여 수치모형이 도수에서 발생하는 이상흐름을 적절히 모의하는 것을 검토하였다. 또한 내부 평균흐름 및 난류량의 분포에 대하여 모의하여 분포 형태에 대해 분석하고, 자유수면과 재순환영역의 길이 등을 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권1호
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• pp.10-18
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• 2009

본 연구에서는 평행 벽 제트-노즐 형상의 막냉각 수치해석에 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 현재 실험을 하기 위한 전 단계이므로, 먼저 유사한 참고 형상에 대해 Standard $k-{\epsilon}$ 모델과 RNG $k-{\epsilon}$ 모델, SST $k-{\omega}$ 모델, 그리고 RSM 모델 등 다양한 난류모델을 적용하였고, Near-wall 처리 방법으로서 SST $k-{\omega}$ 모델을 제외하고는 Standard wall functions와 Enhanced wall functions 등 2종류를 각각의 모델에서 사용하였으며, 실험값과 비교하여 보다 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 나아가 2차원 축대칭으로 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 대해 기선정한 난류모델을 적용하여 막냉각 특성을 살펴보았다. 유사 참고 형상에 대한 해석 결과 Standard $k-{\epsilon}$ 모델 및 RSM 모델이 거의 비슷한 성능을 보여주었으나 수렴성이 우수한 Standard $k-{\epsilon}$ 모델이 선정되었다. 또한 Standard wall functions를 사용하는 것보다 Enhanced wall functions를 사용하는 것이 더 좋은 결과를 보여주었다. 나아가 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 적용한 결과 물리적으로 타당한 막냉각 특성을 보여주었다. 선정된 모델 및 해석방법론을 이용하여 평행 벽 제트-노즐 다단 슬롯 형상에 대한 막냉각 해석을 수행할 예정이며, 관련 결과는 추후 실험 예비해석 방법론으로 활용할 예정이다.

• 대한수학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.851-856
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• 2013

The principal aim of this paper is to investigate a recurrence relation and an integral representation of k-Mittag-Leffler function introduced earlier by Dorrego and Cerutti [2] and several special cases have also been discussed.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.69-84
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• 2020

자연 해빈은 해양환경에 따라 침·퇴적을 반복하며 고 파랑에 의해 해빈이 대규모로 침식되더라도 폭풍이 잦아들고 다시 너울이 우세한 해양환경이 회복되는 경우 점진적으로 복원되며, 이러한 해빈 복원은 경계층 streaming을 통해 이루어진다. 이처럼 경계층 streaming은 그 공학적 가치에도 불구하고 해안에서 가용한 표사의 대부분이 공급되는 쇄파 역에서의 경계층 streaming에 대한 우리의 이해는 아직 상당히 부족하다. 이러한 인식에 기초하여 본 연구에서는 쇄파역 경계층 streaming 수리특성을 살펴보기 위해 단조 해안과 사주를 포함한 해안에서의 천수 과정을 수치모의하였다. 수치 모의는 Spatially filtered Navier-Stokes Eq., LES(Large Eddy Simulation), Dynamic Smagorinsky 난류모형으로 구성된 정교한 수치모형에 기초하여 수행되었으며, 이 과정에서 k-ε 난류모형과 LES Turbulence Closure가 모의결과에 미치는 영향도 함께 살펴보았다. 모의결과 해안공학계에 잘 알려진 k-ε 난류모형의 한계로 인해 wall function에 기반한 k-ε 난류모형의 경우 LES와 비교하면 저면 인근 유속이 다소 과다하게 모의 되었다. 또한, 바닥과 가까운 해역에서의 유속이 바닥의 영향으로부터 비교적 자유로운 상층부에서의 유속보다 우월한 Longuet-Higgins(1957)가 이야기하는 전형적인 경계층 streaming이 천수 초입부에서부터 쇄파 역 깊숙이까지 존재하는 것을 확인하였다. 또한, 주기가 상대적으로 긴 경우 경계층 streaming의 세기와 생성범위는 해안 방향으로 확대되며 이러한 경향은 경계층 streaming이 바닥 인근에서 진행되는 마찰로 인한 파랑에너지손실로 결과되며 주기가 긴 경우 천수 과정이 일찍 시작된다는 사실을 상기하면 충분히 수용 가능해 보이며, Longuet-Higgins(1957)의 해석 해에서도 같은 경향을 확인할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.126-131
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• 2004

Pressure-based 알고리듬을 기반으로 한 cavitation 현상의 수치해석 코드를 개발하였다. Wall function을 사용한 k-\varepsilon$ 난류모델을 사용하였으며, cavitation 모델에는 volume transport equation을 사용하였다. 유동장은 저속이기 때문에 압축성 효과는 고려하지 않았다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권7호
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• pp.719-725
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• 2009

An efficient time-domain numerical method for the analysis of broadband noise generation and propagation due to turbulence-cascade interaction is developed. The core algorithm of the present method is based on the B-periodicity of the acoustic response function of the flat-airfoil cascade to the ingesting gust(B denotes the number of airfoils in the cascade). To confirm this periodicity, gust-cascade interaction problem are solved by using the time-domain method, which shows that the incident gust with the circumferential mode number having the same remainders when divided by the airfoil number excites the same acoustic response of the cascade. Using the proposed fast algorithm with this periodicity, we show that the total computation time for the model broadband problem using the total 525 incident gust modes can be reduced to about 1/4 of that taken in using the previous time-domain program.