한국항공우주학회지 (Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences)

  • 제31권7호
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  • Pages.32-40
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  • 2003
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  • 1225-1348(pISSN)
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  • 2287-6871(eISSN)
한국항공우주학회 (The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences)
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충격파와 난류 경계층 간섭유동 제어에서의 유동 가시화

Flow Visualization of Flow Control of the Shock Wave/Turbulent Boundary-Layer Interactions

  • 이열 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)
  • 발행 : 2003.09.01
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초록

공탄성 플랩을 이용한 충격파와 난류 경계층의 간섭유동 제어에서 유동가시화에 관한 실험적 연구가 수행되었다. 유동 가시화를 위하여 순간 쉐도우 영상, 등유와 흑색안료 혼합물을 이용한 유맥선, 간섭 유동 후방에 적용된 실리콘 오일막의 간섭 줄무늬 형상 등이 얻어졌다. 플랩의 형상과 두께 변화에 의한 영향이 평가되었고 그 결과는 제어되지 않은 일반 평판 위의 충격파 간섭유동의 경우와 비교되었다. 충격파 간섭유동 후방에 적용된 얇은 오일막 표면에 나타나는 간섭무늬로서 이 영역에서의 정성적인 전단응력분포 관찰이 이루어 졌고, 그 결과 간섭유동 후방 중심축 근처에 길고 좁은 박리현상을 동반한 유동의 강한 폭 방향 변화가 관찰되었으며, 이는 이러한 충격파 간섭유동의 강한 3차원 특성을 보여주고 있다. 또한 플랩 하부에 위치한 공동부 형상이 충격파 간섭유동에 미치는 영향도 평가되었고, 그 영향을 무시할 수 없음이 관찰되었다.

An experimental research has been carried out for flow visualizations of the shock wave/turbulent boundary-layer interaction control utilizing the aeroelastic flaps, Spark shadowgraphs, kerosene-lampblack tracings for the surface streakline pattern, and interference fringe patterns over a thin oil-film applied at the downstream of the shock interactions have been obtained , Effects of variation of the shapes and thicknesses of the flaps are tested, and all the results are compared to the solid-wall reference case without flow-control mechanism , From the qualitative observation of the variation of skin friction utilizing the interference fringe patterns over the silicone oil-film, a strong spanwise variation of the skin friction with a narrow and long region of separation has been noticed near the centerline behind the shock structure, which phenomenon demonstrate a strong three-dimensionality of the shock interaction flows, Influence of the shape of the cavity under the flaps to the shock interaction is also tested, and it is observed that the shape of the cavity is not negligible.

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