Control of the Pressure Oscillations in Supersonic Cavity Flows

초음속 공동유동에서 발생하는 압력변동의 제어

The present study describes unsteady flow phenomena generated in a supersonic flow passing over a rectangular cavity and suggests a way of control of pressure oscillation, doing harm to overall performance and stable operation of aerodynamic and industrial applications. The three-dimensional, unsteady, compressible Navier-stokes equations are numerically solved based on a fully implicit finite volume scheme and large eddy simulation. The cavity flow are simulated with and without control methods, including a triangular bump and blowing jet installed near the leading edge of the cavity. The results show that the pressure oscillation is attenuated by both control techniques, especially near the trailing edge of cavity.

본 연구에서는 초음속 공동 주위에서 발생하는 비정상 유동현상을 이해하고, 공동시스템이 설치된 장치의 성능 및 안정적인 운전을 방해할 수 있는 공동유동의 압력진동을 제어할 수 있는 방법을 제시한다. 사각형의 공동을 지나는 초음속 유동장은 3차원 비정상 압축성 Wavier-Stokes 방정식에 완전 내제적 유한체적법 및 large eddy simulation을 적용하여 수치모사하였다. 수치계산은 공동전단 근처에 설치된 삼각돌기나 블로잉 제트가 초음속 공동유동장의 유동특성에 미치는 영향을 조사하였다. 본 수치계산 결과로부터 이러한 제어방법들이 특히 공동후단 부근에서 발생하는 강한 압력진동을 억제하는데 효과가 있음을 알 수 있다.