Abstract
Base pressure at the base of high-speed jet has long been one of the important issues from both the view points of fluid dynamics as well as practical engineering applications. The base pressure characteristics of incompressible flows have been well known to date. However, the base pressure at transonic or supersonic speeds would be different due to the compressibility effects and shock waves. In the present paper, a CFD study has been performed to understand the base pressure characteristics at transonic and supersonic speeds, prior to experimental work. An emphasis is placed on the control of the base pressure using a simple orifice. A variety of supersonic jet plumes have been explored to investigate the flow variables influencing the base pressure. The results obtained were validated with existing experimental data and discussed in terms of the base pressure and discharge coefficient of the orifice.
고속의 제트에서 기저압력은 유체역학 및 실용적 공학 적용의 관점으로 매우 중요한 분야중의 하나로 다루어져 왔다. 현재까지 비압축성 유동의 기저압력 특성들은 비교적 상세하게 알려져 있다. 하지만 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력은 압축성 효과 및 충격파 발생으로 인해 매우 다르게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력특성에 관한 이해를 위해 선행된 실험 연구 결과를 바탕으로 수치해석적 연구를 수행하였다. 간단한 오리피스를 사용하여 기저 압력 조절하는 것에 주안점을 두었다. 기저 압력에 영향을 미치는 유동변수의 적용으로 여러 형태의 초음속 제트 플룸을 분석하였다. 선행된 실험결과를 모사하여 수치해석 기법의 타당성을 조사하였으며, 계산된 기저압력과 오리피스의 유출계수에 관하여 논의하였다.
