Sub-cavity를 이용한 초음속 공동유동의 압력진동 제어

Control of the Pressure Oscillation in a Supersonic Cavity Flow Using a Sub-cavity

본 연구에서는 sub-cavity를 적용한 경우 얻어지는 압력진동의 제어효과를 수치계산 방법을 사용하여 조사하였으며, 삼각돌기와 블로잉제트를 사용하여 얻어진 결과들과 비교하여 그 효율성을 검토하였다. 사각형의 공동을 지나는 유동장은 3차원 비정상 압축성 Wavier-Stokes 방정식에 완전 내제적 유한체적법 및 다단계 Runge-Kutta 방법을 적용하여 수치모사하였으며, 공동유동의 난류상태량들을 적절히 예측하기 위하여 large eddy simulation(LES)을 수행하였다. 본 연구의 결과로부터, 공동후단 부근에서 발생하는 압력진동이 전체 공동유동의 비정상 거동을 지배하며, sub-cavity를 사용하여 압력진동의 폭을 감소시킬 수 있음을 알았다.

The present study aims at investigating the effectiveness of a new passive cavity flow control technique, sub-cavity. The characteristics of cavity flow oscillation with the device are compared with those with other control techniques tested previously, including a triangular bump and blowing jet. In the computation, the three-dimensional, unsteady Navier-Stokes equations governing the supersonic cavity flow are solved based on an implicit finite volume scheme spatially and multi-stage Runge-Kutta scheme temporally. Large eddy simulation (LES) is carried out to properly predict the turbulent features of cavity flow. The present results show that the pressure oscillation near the downstream edge dominates overall time-dependent cavity pressure variations, and the amplitude of the pressure oscillation can be reduced in the presence of a sub-cavity.