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한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.10 no.11, 2010년, pp.446 - 451
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To investigate the vortex induced vibrations the 2-d.o.f. spring mounted circular cylinder was tested in the wind tunnel. The circular cylinder was designed to have the translational and the rotational mode uncoupled to each other. During the wind tunnel tests the resonance behaviors of the translat...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 본 연구에서 스프링 장착된 원통형 실린더의 풍동실험을 통한 locking-on 현상에 의한 공명현상 재현 결과로부터 얻은 결론은? | 와류발산 하중은 풍속과 실린더의 직경뿐 아니라 실린더의 진폭과 진동수에 대한 영향이 작용하며 이러한 영향이 locking-on 영역의 크기와 위치를 결정한다. 모드별로 발생된 진동초기의 풍속을 이용하여 구한 Strouhal 수로부터 와류발산진동수 식에 대한 적합성을 확인하였다. 풍동 실험 시 직선모드의 거동뿐 아니라 회전모드의 거동이 관찰 되었다. 이로부터 와류발산은 회전모드에서도 구조물의 변위형상과 상관관계를 갖는 것을 확인하였다. 풍동실험 시 관찰된 거동은 1차 모드와 2차 모드의 공명현상만을 관찰 할 수 있었으며 다른 진동수의 거동은 관찰되지 않았다. 따라서 와류발산 시 발생 가능한 구조물의 거동은 locking-on 현상에 의한 공명현상으로 판단된다. 스프링 장착된 원통형 실린더를 이용한 와류발산하중의 파악은 locking-on 영역의 진입과 이탈 시에 발생된 급격한 진폭의 변화로 이루어지지 않았다. 실린더의 진폭과 진동수가 와류발산하중에 미치는 영향을 파악하기 위해서는 실린더의 진폭과 진동수를 기계적으로 조절 할 수 있는 장치의 개발이 요구된다. | |
| 레이놀드 수가 증가함에 따라 어떤 변화가 생기는가? | 레이놀드 수가 증가함에 따라 균일선상유동(uniform laminar flow)에 놓인 실린더 후방에는 와류가 형성된다. 레이놀드 수가 40∼70인 영역에서는 두 개의 와류가 대칭을 이루며 생성과 소멸을 반복하나 레이놀드 수가 90 이상이 되면 대칭을 이룬 두개의 와류는 불안정한 상태가 되어 서로 반대편에서 번갈아 가며 주기적으로 와류가 형성된다. | |
| Karman vortex street란 무엇인가? | 레이놀드 수가 40∼70인 영역에서는 두 개의 와류가 대칭을 이루며 생성과 소멸을 반복하나 레이놀드 수가 90 이상이 되면 대칭을 이룬 두개의 와류는 불안정한 상태가 되어 서로 반대편에서 번갈아 가며 주기적으로 와류가 형성된다. 실린더 후방에 형성된 주기적인 와류는 유체의 흐름을 따라 공간상에 분포하게 되며 이러한 와류의 분포를 Karman vortex street[1]이라 한다. 실린더 후방 표면에 형성된 와류는 Kutta-Joukowski 법칙[2]에 의하여 실린더에 횡 방향 힘을 가하게 되며, 서로 반대편에서 번갈아가며 와류가 형성될 때에는 주기적인 힘이 실린더에 작용하게 된다. |
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