• Title/Summary/Keyword: 박리 재부착 유동

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EDISON_CFD를 이용한 초음속 이중압축램프에서 난류 모델에 따른 유동현상 비교

  • Sin, Ho-Cheol
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2015.03a
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    • pp.585-589
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    • 2015
  • 본 연구에서는 이중압축램프의 초음속 유동에서 발생하는 충격파 경계층 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이중압축램프에선 역압력 구배로 인하여 경계층이 박리가 일어나게 되고 박리된 경계층이 다시 이중압축램프에 부착되어 생겨난 박리영역을 관찰할 수 있다. 박리영역의 앞뒤로 유동의 방향이 바뀌게 되면서 압축 팬(compression fan)과 재부착 팬(reattachment fan)이 충격파를 발생시키고 이중압축램프전방의 충격파와 만나서 복잡한 유동 구조를 가지게 됨을 확인하였다. 이와 같은 층류에서 난류, 박리와 재부착의 영역에서의 해석하기 위해선 해석자의 난류모델이 중요하다. $15^{\circ}-30^{\circ}$, $15^{\circ}-45^{\circ}$의 두 종류의 이중압축램프를 $k-{\omega}$ SST 난류 모델과 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델로 계산을 EDISON_CFD로 수행하였다. 난류 모델의 차이를 표면마찰계수, 압력계수, 마하수로 비교하여 차이점을 분석하였다.

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층류 박리된 관유동에 관한 실험적 연구

  • 이상준
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.4
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    • pp.937-944
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    • 1990
  • 본 연구에서는 파이프내에 부분 오리피스판을 장착하여 이 장애벽 전후에서 발생하는 유동현상을 박리 전단층의 유동구조와 재부착 경계층을 중심으로 실험적으로 연구하였다. 측정방법으로 유동의 속도장변화를 구하기 위하여 NMR 위상 영상법을 사용하였고, 과망간산칼륨을 염료로 가시화 실험을 수행하여 그 결과를 비교 검토하였 다.

Numerical Computation of Turbulent Flow over a Backward Facing Step (후방 계단 주위의 난류 유동 수치 해석)

  • Van, Suak-Ho
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.10 no.3
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    • pp.44-49
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    • 1996
  • 후방계단(backward facting step) 주위의 난류 유동 특성을 수치 해석을 통해 파악하고자 하였다. 지배방정식은 2차 정도의 유한 차분 기법으로 이산화하였으며 비교차격자계를 사용하여 양해법으로 계산하였다. 난류 모형으로는 이층 모형(two-layer)을 사용하였고 압력 Poisson 방정식을 이용하여 압력과 속도를 연성 시켰다. Re=44,000인 경우에 대해 계산 결과로 부터 후방 계단 뒤의 속도 벡터, 유선, 압력 및 속도 분포, 재부착 길이(reattachment length)등의 실험치와 비교하였다. 본 계산에 사용한 수치 해석 기법은 박리등이 포함된 복잡한 난류 유동 현상을 잘 재현할 수 있음을 확인할 수 있었다.

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Towards Prediction of Unsteady Turbulent Flow over a Square Cylinder using Two-Equation Turbulence Models (2-방정식 난류모델을 이용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측)

  • Lee Sangsan
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.1 no.1
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    • pp.47-54
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    • 1996
  • 비유선형 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 재부착, 주기적 와열의 생성등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 이와 같은 유동의 2-방정식 난류모델을 이용한 정확한 예측은 일반적으로 불가능 하다고 인식되어 왔으나, 본 연구에서는 기존의 비교적 단순한 난류모델을 활용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측 가능성을 체계적으로 규명하였다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석의 결과에 미치는 영향을 살펴 보았다. 기존의 표준 κ-ε모델은 정체점 주위에서 난류생성항의 과도한 예측으로 말미암아 재부착 및 와열생성의 정확한 예측이 불가능 하였으나, RNG κ-ε 모델을 사용한 경우 이와 같은 현상을 제거 할 수 있었다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분, 격자의 크기 및 대류항 처리법 등에 영향을 받았으며, 특별히 대류항 처리법에 따라 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다.

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Cross-Spectral Characteristics of Wall Pressure Fluctuations in Flows over a Backward-Facing Step (후향계단 주위의 난류 박리재부착유동에서의 벽압력변동의 통계적 특징)

  • Lee, In-Won;Sung, Hyung-Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.24 no.2
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    • pp.280-287
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    • 2000
  • Laboratory measurements were made of wall pressure fluctuations in a separated and reattaching flow over a backward-facing step. An array of 32 microphones along the streamwise direction was utilized. Various statistical properties of pressure fluctuations were scrutinized. The main emphasis was placed on the flow inhomogeneity along the streamwise direction. One point statistics such as the streamwise distribution of rms pressure and autospectra were shown to be generally consistent with other studies. The coherences and wavenumber spectra in the streamwise directions were indicative of the presence of dual modes in pressure; one is the large-scale vortical structure in low frequency and the other is the boundary-layer-like decaying mode in high frequency.

Buoyancy-Affected Separated Laminar Flow over a Vertically Located, Two-Dimensional Backward-Facing Step (수직으로 놓인 후향계단위를 흐르는 유체유동에 미치는 부력의 영향에 관한 연구)

  • 백병준;박복춘;김진택
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.17 no.5
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    • pp.1253-1261
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    • 1993
  • Numerical analysis and measurements of the velocity and temperature distributions in buoyancy assisting laminar mixed convection flow over a vertically located, two-dimensional backward-facing step are reported. Laser-Doppler Velocimeter and Constant Temperature Anemometer operated in constant current were used to measure simultaneously the velocity and temperature distributions in the recirculation region downstream of the step. The reattachment length was measured by using flow visualization technique for different inlet velocities, wall temperatures and step heights. While the reattachment length $X_r$ increases as the inlet velocity or step height increase, it decreases as the buoyancy force increases, causing the size of the recirculation region to decrease. For the experimental range of $Gr_s$/$Re_{s}^{2}$$\times$$10^3$<17, a correlation equation for the reattachment length can be given by $X_{r}=1.05(2.13+0.021 Re_{s})exp$ $(-33.7_s^{-0.186}/Gr_{s}/Re_{s}^2).$ The Nusselt number is found to increase and the location of its maximum value moves closer to the step as the buoyancy force increases. The location of the maximum Nusselt number occurs downstream of the reattachment point, and distance between the reattachment point and the location of the maximum Nusselt mumber increases as the buoyancy force increases. Computational prediction agrees favorably well with measured results.

A Study of PIV Analysis around 2-Dimensional Foil with Blowing (물분사장치를 이용한 2차원 익 주위의 PIV 해석에 관한 연구)

  • Oh, Kyoung-Gun;Cho, Dae-Hwan;Lee, Gyoung-Woo;Ko, Jae-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • v.1
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    • pp.45-49
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    • 2006
  • The flow around a foil with waterjet was investigated using the two-frame PIV(CACTUS 3.1) system. After separation, unsteady recirculation & reattachment region was shown as a result at reading edge. Separation area was decreased to 1/3 more by waterjet system with coanda effect. Angle of attack and waterjet velocity was a variable in the experiment. Each parameters was controlled to $0^{\circ}{\sim}35^{\circ}$ and 0[m/s]${\sim}$9.2[m/s]. The separation of flow appearanced at first when the angle of attack is $17^{\circ}{\sim}18^{\circ}$. However, according to grew up of velocity, beginning of the separation was delayed. In this experiment, vortex and separation region was disappeared by blown when each parameters are low level, and separation controlled more certainly.

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Numerical Simulation of Turbulent Heat Transfer in Locally-Forced Separated and Reattaching Flow (국소교란에 의한 박리 재부착 유동에서의 난류 열전달 수치해석)

  • Ri, Gwang-Hun;Seong, Hyeong-Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.25 no.1
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    • pp.87-95
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    • 2001
  • A numerical study was made of heat transfer in locally-forced turbulent separated and reattaching flow over a backward-facing step. The local forcing was given to the flow by means of sinusoidally oscillating jet from a separation line. A Rhee and Sung version of the unsteady $\kappa$-$\varepsilon$-f(sub)u model and the diffusivity tensor heat transfer model were employed. The Reynolds number was fixed at Re(sub)H=33,000 and the forcing frequency was varied in the range 0$\leq$fH/U(sub)$\infty$$\leq$2. The condition of constant heat flux was imposed at the bottom wall. The predicted results were compared and validated with the experimental data of Chun and Sung and Vogel and Eaton. The enhancement of heat transfer in turbulent separated and reattaching flow by local forcing was evaluated and analyzed.

Numerical Simulation of Turbulent Separated and Reattaching Flows by Local Forcing (국소교란에 의한 난류박리 재부착 유동의 수치해석)

  • Rhee, Gwang-Hoon;Sung, Hyung-Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.24 no.3
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    • pp.467-476
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    • 2000
  • An unsteady numerical simulation was performed for locally-forced separated and reattaching flow over a backward-facing step. The local forcing was given to the separated and reattaching flow by means of a sinusoidally oscillating jet from a separation line. A version of the $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ model was employed, in which the near-wall behavior without reference to distance and the nonequilibrium effect in the recirculation region were incorporated. The Reynolds number based on the step height (H) was fixed at $Re_H=33000$, and the forcing frequency was varied in the range $0{\leq}St_H{\leq}2$. The predicted results were compared and validated with the experimental data of Chun and Sung. It was shown that the unsteady locally-forced separated and reattaching flows are predicted reasonably well with the $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ model. To characterize the large-scale vortex evolution due to the local forcing, numerical flow visualizations were carried out.