Journal of Korean Association for Spatial Structures
/
v.5
no.4
s.18
/
pp.101-108
/
2005
The investigations for mitigating wind-induced excitations of tall buildings have been carried out. The aerodynamic modification of a building shape changing the cross-section with height through tapering, which alters the flow pattern around the building, could reduce wind induced excitations of tall buildings. The fart that a tapered tall building might spread the vortex-shedding over a broad range of frequencies makes more effective for reducing acrosswind responses has been established. In this paper, to investigate the tapering effect for reducing wind-induced responses of a tapered tall building, high-frequency force-balance test was conducted. The six types of building models which have different taper ratio of 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 15% and one basic building model of a square cross-section were tested under the two typical boundary layers representing suburban and urban flow environment. The effect of wind direction was also considered.
Aly, Aly Mousaad;Fossati, Fabio;Muggiasca, Sara;Argentini, Tommaso;Bitsuamlak, Girma;Franchi, Alberto;Longarini, Nicola;Crespi, Pietro;Chowdhury, Arindam Gan
Wind and Structures
/
v.17
no.1
/
pp.69-85
/
2013
With the sustainability movement, vegetated building envelopes are gaining more popularity. This requires special wind effect investigations, both from sustainability and resiliency perspectives. The current paper focuses on wind load estimation on small- and full-scale trees used as part of green roofs and balconies. Small-scale wind load assessment was carried out using a wind tunnel testing in a global-effect study to understand the interference effects from surrounding structures. Full-scale trees were investigated at a large open-jet facility in a local-effect study to account for the wind-tree interaction. The effect of Reynolds number combined with shape change on the overall loads measured at the base of the trees (near the roots) has been investigated by testing at different model-scales and wind speeds. In addition, high-speed tests were conducted to examine the security of the trees in soil and to assess the effectiveness of a proposed structural mitigation system. Results of the current research show that at relatively high wind speeds the load coefficients tend to be reduced, limiting the wind loads on trees. No resonance or vortex shedding was visually observed.
Iban, A.L.;Brownjohn, J.M.W.;Belver, A.V.;Lopez-Reyes, P.M.;Koo, K.
Wind and Structures
/
v.17
no.3
/
pp.263-274
/
2013
A numerical technique for fluid-structure interaction, which is based on the finite element method (FEM) and computational fluid dynamics (CFD), was developed for application to an industrial chimney equipped with a pendulum tuned mass damper (TMD). In order to solve the structural problem, a one-dimensional beam model (Navier-Bernoulli) was considered and, for the dynamical problem, the standard second-order Newmark method was used. Navier-Stokes equations for incompressible flow are solved in several horizontal planes to determine the pressure in the boundary of the corresponding cross-section of the chimney. Forces per unit length were obtained by integrating the pressure and are introduced in the structure using standard FEM interpolation techniques. For the fluid problem, a fractional step scheme based on a second order pressure splitting has been used. In each fluid plane, the displacements have been taken into account considering an Arbitrary Lagrangian Eulerian approach. The stabilization of convection and diffusion terms is achieved by means of quasi-static orthogonal subscales. For each period of time, the fluid problem was solved and the geometry of the mesh of each fluid plane is updated according to the structure displacements. Using this technique, along-wind and across-wind effects have been properly explained. The method was applied to an industrial chimney in three scenarios (with or without TMD and for different damping values) and for two wind speeds, showing different responses.
Pasqualetto, Elena;Lunghi, Gianmarco;Rocchio, Benedetto;Mariotti, Alessandro;Salvetti, Maria Vittoria
Wind and Structures
/
v.34
no.1
/
pp.101-113
/
2022
We experimentally investigate the high-Reynolds flow around a rectangular cylinder of aspect ratio 5:1. This configuration is the object of the international BARC benchmark. Wind tunnel tests have been carried out for the flow at zero angle of attack and a Reynolds number, based on the crossflow cylinder length and on the freestream velocity, equal, to 40 000. Velocity measurements are obtained by using hot-wire anemometry along 50 different cross-flow traverses on the cylinder side and in the near wake. Differential pressure measurements are acquired on multiple streamwise sections of the model. The obtained measurements are in a good agreement with the state-of-the-art experiments. For the first time among the several contributions to the BARC benchmark, detailed flow measurements are acquired in the region near the cylinder side and in the near-wake flow. The edges and the thickness of the shear layers detaching from the upstream edges are derived from velocity measurements. Furthermore, we compute the flow frequencies characterizing the roll-up of the shear layers, the evolution of vortical structures near the cylinder side and the vortex shedding in the wake.
Pomaranzi, Giulia;Pasqualotto, Giada;Zassso, Alberto
Wind and Structures
/
v.35
no.3
/
pp.213-227
/
2022
The design of a building is a complex process that encompasses different fields: one of the most relevant is nowadays the energetic one, which has led to the introduction of new typologies of building envelopes. Among them, the Permeable Double Skin Façades (PDSF) are capable to reduce the solar impact and so to improve the energetic performances of the building. However, the aerodynamic characterization of a building with a PDSF is still little investigated in the current literature. The present paper proposes an experimental study to highlight the modifications induced by the outer porous façade in the aerodynamics of a building. A dedicated wind tunnel study is conducted on a rigid model of a prismatic high-rise building, where different façade configurations are tested. Specifically, the single-layer façade is compared to two PDSFs, the former realized with perforated metal and the latter with expanded metal. Outcomes of the tests allow estimating the cladding loads for all the configurations, quantifying the shielding effects ascribable to the porous layers that are translated in a significant reduction of the design pressure that could be up to 50%. Moreover, the impact of the PDSFs on the vortex shedding is investigated, suggesting the capability of the façade to suppress the generation of synchronised vortices and so mitigate the structural response of the building.
Wake-induced aerodynamics of yawed circular cylinders with smooth and grooved surfaces in a tandem arrangement was studied. This pair of cylinders represent sections of stay-cables with smooth surfaces and high-voltage power conductors with grooved surfaces that are vulnerable to flow-induced structural failure. The study provides some insight for a better understanding of wake-induced loads and galloping problem of bundled cables. All experiments in this study were conducted using a pair of stationary section models of circular cylinders in a wind tunnel subjected to uniform and smooth flow. The aerodynamic force coefficients and vortex-shedding frequency of the downstream model were extracted from the surface pressure distribution. For measurement, polished aluminum tubes were used as smooth cables; and hollow tubes with a helically grooved surface were used as power conductors. The aerodynamic properties of the downstream model were captured at wind speeds of about 6-23 m/s (Reynolds number of 5×104 to 2.67×105 for smooth cable and 2×104 to 1.01×105 for grooved cable) and yaw angles ranging from 0° to 45° while the upstream model was fixed at the various spacing between the two model cylinders. The results showed that the Strouhal number of yawed cable is less than the non-yawed case at a given Reynolds number, and its value is smaller than the Strouhal number of a single cable. Additionally, compared to the single smooth cable, it was observed that there was a reduction of drag coefficient of the downstream model, but no change in a drag coefficient of the downstream grooved case in the range of Reynolds number in this study.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
/
v.6
no.2
/
pp.12-20
/
1998
Exter ballistics of a typical high-speed projectile is studied through a flow-visualization experiment and an unstructured grid Navier-Srokes computation. Experiment produced a schlieren photograph that adequately shows the characteristic features of this complex flow, namely two kinds of oblique cone shocks and turbulent wake developing into the downstream. A hybrid scheme of finite volume-element method is used to simulate the compressible Reynolds-Averaged Navier-Stok- es solution on unstructured grids. Osher's approximate Riemann solver is used to discretize the cinvection term. Higher-order spatial accuracy is obtained by MUSCL extension and van Albada ty- pe flux limiter is used to stabilize the numerical oscillation near the solution discontinuity. Accurate Gakerkin method is used to discretize the viscous term. Explict fourth-order Runge-Kutta method is used for the time-stepping, which simplifies the application of MUSCL extension. A two-layer k-$\varepsilon$ turbulence model is used to simulate the turbulent wakes accurately. Axisymmetric folw and two-dimensional flow with an angle of attack have been computed. Grid-dependency is also checked by carrying out the computation with doubled meshes. 2-D calculation shows that effect of angle of attack on the flow field is negligible. Axi-symmetric results of the computation agrees well with the flow visualization. Primary oblique shock is represented within 2-3 meshes in numerical results, and the varicose mode of the vortex shedding is clearly captured in the turbulent wake region.
Kim, Wonsul;Yoshida, Akihito;Tamura, Yukio;Yi, Jin-Hak
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.29
no.1
/
pp.95-103
/
2016
In this paper, aeroelastic instability and aerodynamic damping ratio of a helical $180^{\circ}$ model which shows better aerodynamic behavior in both along-wind and crosswind responses on a super tall building was investigated by an aeroelastic model test, and the aerodynamic damping ratio was evaluated from the wind-induced responses of the model by using Random Decrement Technique. Aerodynamic damping ratios evaluated in this study were verified through comparison with previous results obtained by quasi-steady theory. As a result, the aeroelastic instability of the helical $180^{\circ}$ model in crosswind direction were not occurred for any conditions with increasing the reduced wind velocity while the square model generally encounters aeroinstability due to the vortex shedding. The aerodynamic damping in along-wind direction for the helical $180^{\circ}$ and the square model increased monotonically both with reduced wind velocity, i.e., there is no relation with modifications of building shapes. On the other hand, in crosswind direction, the characteristics of aerodynamic damping ratio with reduced wind velocity for helical $180^{\circ}$ model were quit different from those of the square model.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.40
no.8
/
pp.511-517
/
2016
Three-dimensional models of stenosis blood vessels were prepared using a 3D printer. The models included a straight pipe with axisymmetric stenosis and a pipe that was bent $10^{\circ}$ from the center of stenosis. A refractive index matching method was utilized to measure accurate velocity fields inside the 3D tubes. Three different pulsatile flows were generated and controlled by changing the rotational speed frequency of the peristaltic pump. Unsteady velocity fields were measured by a time-resolved particle image velocimetry method. Periodic shedding of vortices occurred and moves depended on the maximum velocity region. The sizes and the positions of the vortices and symmetry are influenced by mean Reynolds number and tube geometry. In the case of the bent pipe, a recirculation zone observed at the post-stenosis could explain the possibility of blood clot formation and blood clot adhesion in view of hemodynamics.
Excitation mechanism of interference effect between two tall buildings is investigated with wind tunnel experiments. Synchronized building surface pressure and flow field measurements by particle image velocimetry (PIV) are conducted to explore the relationship between the disturbed wind flow field and the consequent wind load modification for twin buildings in tandem. This reveals evident excitation mechanisms for the fluctuating across-wind loads on the buildings. For small distance (X/D < 3) between two buildings, the disturbed flow pattern of impaired vortex shedding is observed and the fluctuating across-wind load on the downstream building decreases. For larger distance ($X/D{\geq}3$), strong correlation between the across-wind load of the downstream building and the oscillation of the wake of the upstream building is found. By further analysis with conditional sampling and phase-averaged techniques, the coherent flow structures in the building gap are clearly observed and the wake oscillation of the upstream building is confirmed to be the reason of the magnified across-wind force on the downstream building. For efficient PIV measurement, the experiments use a square-section high-rise building model with geometry scale smaller than the usual value. Interference factors for all three components of wind loads on the building models being surrounded by another identical building with various configurations are measured and compared with those from previous studies made at large geometry scale. The results support that for interference effect between buildings with sharp corners, the length scale effect plays a minor role provided that the minimum Reynolds number requirement is met.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.