• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
• /
• pp.3009-3014
• /
• 2007

The effectiveness of passive control techniques for alleviating the pressure oscillation generated in a supersonic cavity flow was investigated numerically and experimentally, respectively. The control device includes a sub-cavity installed near the leading edge of a rectangular cavity. Time-dependent supersonic cavity flow characteristics with turbulent features were examined by using the three-dimensional, mass-averaged Navier-Stokes computation based on a finite volume scheme and large eddy simulation. The results show that the pressure oscillation near the trailing edge dominates overall time-dependent cavity pressure variations. Such an oscillation can be attenuated more significantly in the presence of the sub-cavity compared with the cavity without sub-cavity, and a larger sub-cavity leads to better control performance.

• 한국추진공학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2016

공동 유동에 대한 연구는 유동이 균일하게 유입되는 수평면상에 설치된 공동에 대한 연구가 대부분이나, 곡면 벽상에 설치한 공동 유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면 벽상에 설치한 공동 유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 형상, 곡면의 곡률 반경 그리고 유동의 마하수를 변화시켜 고아음속 유동에서의 공동 유동 특성을 조사하였다. 그 결과 공동 바닥의 압력은 L/R이 증가함에 따라 증가하였으며, 유동의 마하수가 높을수록 그 효과가 증가하였다. 공동 저항은 수평면 벽보다 곡면 벽에서 더 높은 값을 가졌다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권6호
• /
• pp.477-483
• /
• 2015

공동유동에 관한 연구는 공동시스템에서 발생하는 소음/진동 문제로 인하여 많은 연구가 이루어졌으며, 현제 항공우주 산업의 급속한 발전과 더불어 다양한 공학적 장치에 적용되고 있다. 하지만, 실제 공학적 응용에서 많이 적용되는 곡면 벽상에 설치한 공동유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면벽상에 설치한 공동유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 곡률 반경의 비(L/R) 및 입구 유동의 마하수를 변화시켜, 천음속/초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 조사하였다. 그 결과 곡면에 부착된 공동유동의 경우 와류의 상호작용으로 인한 압력 교란을 완화시켰으나, 압력 진동의 진폭을 증가시켰으며, 또한 마하수가 증가함에 따라 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 주파수 분석 결과, 곡관의 무차원 진동수는 직관에 비해 낮은 값이 측정되었으며, 또한 Rossiter의 실험값에 비해 낮은 값을 가졌다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.40-48
• /
• 2003

큰에디모사기법을 사용하여 압축성 공동유동을 수치해석하였다. Dynamic 모델을 사용하여 모델상수를 구했으며 공간으로 6차 유한차분기법, 시간에 대하여 4차 Runge-Kutta 수치기법을 사용하였다. 공동 주위의 유동을 보면 중심선을 따른 전단유동의 발달, 에디의 발생과 소멸 현상을 잘 볼 수 있었다. 유동결과로부터 예측된 공진 주파수는 Rossiter의 실험식 결과와 비교적 잘 일치하였다. 평균 유선의 분포는 공동의 중심선을 따라서 평행하였으며 공동 내부 후반부에서 압력이 급격히 감소됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.41-47
• /
• 2009

2차원 초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 제어하기 위한 목적으로, 본 연구에서는 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 계산에서는 압력진동을 제어하기 위하여 보조공동의 형상을 변화시켰으며, 유동의 마하수를 1.50, 1.83 그리고 2.50로 변화시켰다. 그 결과, 보조공동은 압력진동을 상당히 감소시켰으며, 압력진동의 제어효과는 유동의 마하수와 보조공동의 상세형상에 크게 의존함을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
• /
• pp.23-26
• /
• 2004

A computational analysis has been conducted to investigate the detailed flow structure inside a supersonic cavity. The free stream Mach number and Reynolds number are 1.83 and $6.02\times10^5$ respectively. In the present study, the depth and width of the cavity are changed to investigate the effect of the cavity dimensions. A fully implicit finite volume scheme is applied to solve the three-dimensional, steady, unsteady, compressible, Navier-Stokes equations. The computed results are validated with the previous experimental data available. The present computation provides reasonable predictions of the cavity flow, compared with experimental results. The obtained results show that a shock wave is generated in front of the downstream edge of the cavity and the dominant frequencies of the pressure oscillations inside the cavity were obtained.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.119-122
• /
• 2009

본 연구에서는 2차원 초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 제어하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 계산에서는 압력진동을 제어하기 위하여 보조공동의 형상을 변화시켰으며, 유동의 마하 수를 1.50, 1.83 그리고 2.50로 변화시켰다. 그 결과, 보조공동은 압력진동을 상당히 감소시켰으며, 압력진동의 제어효과는 유동의 마하수와 보조공동의 상세형상에 크게 의존함을 알았다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.194-200
• /
• 1997

주기적으로 요동하는 외부유동에 의해 생성되는 캐버티 주위의 2차원 천수유동은 수치적으로 연구하였다. 실험결과와 비교하기 위해 T형의 용기모델을 수치적으로 계산하여 만들었다. 수치계산에서는 캐버티의 종횡비가 전체적인 유동패턴에 크게 영향을 끼치지 않고 종횡비 2에서는 캐버티의 깊은 부분에 정체된 유동형태가 생성되는 것을 제시한다. 높은 레이놀즈 수에서 유동을 가시화 시켰을 때 나다나지 않았던 많은 와류들이 유동장을 특성화 시키고 있다. 외부지역에서의 물질전달은 실험에서 나타난 입자궤적과 잘 일치한다. 캐버티의 외부지역에 위치한 두쌍의 와류가 규모가 큰 시계방향과 반시계방향의 순환유동을 발생시키는 원인이 되는 것이 증명된 셈이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.10-16
• /
• 2003

초음속 유동장에서 비정상 직열배치공동 유동 연구를 Navier-Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 수치 모사하였다. 공동주위의 비정상유동은 자유 전단층과 공동 내부 유동의 상호 작용에 의한 주기성으로 특정지어진다. 수치적 방법은 van Leer의 유량한계계수를 이용한 유량벡터분리법에 기반을 둔 TVD방법을 사용하였다. 먼저, 단일 공동에 대한 압력비 그래프를 통한 주진동 주파수를 비교하였다. 직열배치공동유동에서는 전후방 공동을 몇가지 세장비로 조합하여, 전방 공동의 영향에 의한 후방 공동 유동장의 주진동 주파수 특성등을 분석하였다. 전방공동의 세장비가 작은 경우에는 강한 전방공동의 전단층이 후방공동의 전단츨과 합하여 하나의 전단층 특성을 줌으로 전후방 공동의 주진동특성이 비슷하게 나타나고, 전방공동의 세장비가 큰경우에는 전방공동의 전단층이 확산되면서 내부에 후방공동의 전단층이 발생함으로 주진동수의 특성이 다르게 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.57-63
• /
• 2008

공기흡입식 추진 기관인 스크램제트 엔진은 연소기 내부 유동이 초음속으로 유동장의 연소기 내부 체류 시간이 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간동안 연소과정이 모두 이루어져야 하므로 초음속 연소기술에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 논문은 초음속 연소 기술 중 연료-공기의 혼합을 증대시키는 방법에 관심을 두고 Cavity를 이용한 방법을 선택하여 높이를 10mm로 고정시키고 길이를 변화시켰으며, Cavity 후류에서 지름 1mm의 분사구를 통해 음속 let을 분사시키는 유동장을 형성하여 3차원 Navier-Stokes 방정식을 통해 점성 유동장을 해석하였다. 해석 결과 Cavity 길이/높이비(L/H)가 클수록 Vorticity가 값이 증가하였고 Vorticity의 증가 영역이 유동장의 위, 옆 방향으로 확장되는 것을 볼 수 있었다. 하지만 Vorticity가 증가하는 만큼 추력특성을 떨어뜨리는 정체압력 손실이 증가하므로 연소기 설계 시 최대의 혼합과 최소의 정체압력 손실을 고려한 최적 형상 설계가 필요하다는 것을 확인하였다.