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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
한범순 (서울대학교) 곽경환 (강원대학교) 백종진 (서울대학교)
저널정보
한국기상학회 대기 대기 Vol.27 No.4
발행연도
2017.12
수록면
445 - 453 (9page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

큰에디모의 모형을 이용한 높은 레이놀즈 수에서의 사각 기둥 후면의 와열 분석 : 풍향과 풍속, 기둥 너비의 영향
한범순 ,  곽경환 ,  백종진 대기 2017.12 학술저널
큰에디모의 모형을 이용한 높은 레이놀즈 수에서의 사각 기둥 후면의 와열 분석 : 풍향과 풍속, 기둥 너비의 영향
한범순 ,  곽경환 ,  백종진 한국기상학회 학술대회 논문집 2017.10 학술대회자료

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This study investigates turbulent flow around a square cylinder mounted on a flat surface at high Reynolds number using a large-eddy simulation (LES) model, particularly focusing on vortex streets behind the square cylinder. Total 9 simulation cases with different inflow wind directions, inflow wind speeds, and cylinder widths in the x- and y-directions are considered to examine the effects of inflow wind direction, speed, and cylinder widths on turbulent flow and vortex streets. In the control case, the inflow wind parallel to the x-direction has a maximum speed of 5 m s<SUP>−1</SUP> and the width and height of the cylinder are 50 m and 200 m, respectively. In all cases, downdrafts in front of the cylinder and updrafts, wakes, and vortex streets behind the cylinder appear. Low-speed flow below the cylinder height and high-speed flow above it are mixed behind the cylinder, resulting in strong negative vertical turbulent momentum flux at the boundary. Accordingly, the magnitude of the vertical turbulent momentum flux is the largest near the cylinder top. In the case of an inflow wind direction of 45o, the height of the boundary is lower than in other cases. As the inflow wind speed increases, the magnitude of the peak in the vertical profile of mean turbulent momentum flux increases due to the increase in speed difference between the low-speed and high-speed flows. As the cylinder width in the y-direction increases, the height of the boundary increases due to the enhanced updrafts near the top of the cylinder. In addition, the magnitude of the peak of the mean turbulent momentum flux increases because the low-speed flow region expands. Spectral analysis shows that the non-dimensional vortex generation frequency in the control case is 0.2 and that the cylinder width in the y-direction and the inflow wind direction affect the non-dimensional vortex generation frequency. The non-dimensional vortex generation frequency increases as the projected width of the cylinder normal to the inflow direction increases.
#Vortex street #turbulent flow #square cylinder #wind speed and direction #cylinder width #large-eddy simulation

목차

Abstract
1. 서론
2. 수치 모형과 실험 설계
3. 결과 및 논의
4. 정리 및 결론
REFERENCES

참고문헌 (18)

참고문헌 신청
Bourgeois, J. A., P. Sattari, and R. J. Martinuzzi, 2011: Alternating half-loop shedding in the turbulent wake of a finite surface-mounted square cylinder with a thin boundary layer. Phys. Fluids, 23, 095101, doi: 10.1063/1.3623463. Breuer, M., 1998: Large eddy simulation of the subcritical flow past a circular cylinder: Numerical and modeling aspects. Int. J. Numer. Meth. Fl., 28, 1281-1302. Deardorff, J. W., 1980: Stratocumulus-capped mixed layers derived from a three-dimensional model. Bound.- Layer Meteor., 18, 495-527. Han, B.-S., S.-B. Park, J.-J. Baik, J. Park, and K.-H. Kwak, 2017: Large-eddy simulation of vortex streets and pollutant dispersion behind high-rise buildings. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 143, 2714-2726, doi:10.1002/ qj.3120. Islam, S. U., C. Y. Zhou, A. Shah, and P. Xie, 2012: Numerical simulation of flow past rectangular cylinders with different aspect ratios using the incompressible lattice Boltzmann method. J. Mech. Sci. Tech., 26, 1027-1041, doi:10.1007/s12206-012-0328-4.

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