Numerical Simulation of the Screech Phenomenon in a Supersonic Jet

수치계산에 의한 초음속 제트에서의 스크리치 현상 해석

An axisymmetric supersonic jet screech in the Mach number range from 1.07 to 1.2 is numerically simulated. The axisymmetric mode is the dominant screech mode for an axisymmetric jet. The Reynolds-averaged Navier-Stokes equations in the conjunction with modified Spalart-Allmaras turbulence model are employed. A high resolution finite volume essentially non-oscillatory(ENO) schemes are used along with nonreflecting characteristic boundary conditions that are crucial to screech tone computations to accurately capture the sound waves, shock-cell structures, unsteady shock motions and large-scale instability waves.

초음속 제트 마하수 1.07부터 1.2 범위에서 축대칭 제트 스크리치 톤을 해석하였다. 축대칭 모드는 낮은 마하수 축대칭 제트의 지배적인 스크리치 톤 모드이다. 난류 해석을 위해 수정된 Spalart-Allmaras 모델을 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) 방정식에 사용하였다. 스크리치 톤 해석에서 중요한 음파의 전파, shock-cell 구조, shock-cell의 비정상 거동 및 거대한 불안정 파를 정확히 계산하기 위해 비반사 특성 경계조건과 연계한 고차정확도의 ENO 기법을 사용하였다. 수치해석결과는 다른 연구자들의 실험 결과와 잘 일치하였으며, 따라서 본 연구에 사용된 수치 기법들이 초음속 제트 유동 구조 및 소음연구에 유용함을 확인하였다.