Flow Characteristics of Two-Dimensional Turbulent Stepped Wall Jet

2次元 亂流 Stepped Wall Jet 의 流動特性

Measurements of mean velocity and turbulence characteristics are obtained with a linearized constant temperature hot-wire anemometer in a two-dimensional turbulent jet discharging parallel to a flate. Wall static pressure distribution is also measure. The Reynolds number based on the jet nozzle width (D) is about 42,000 and the step height is 2.5D. The reattachment length is found to be 7.5D by using both wool tuft and oil methods. Upstream of the reattachment point, there exist double coherent structures and mean velocity, Reynolds stresses and triple product profiles are asymmetric about jet center line due to the influence of streamline curvature and recirculating flow region. Near the reattachment point, wall static pressure and turbulence quantities change its shape rapidly because of the large eddies by the solid wall. Especially, turbulence intensity has a maximum value in the reattachment regin, then decreases slowly in the redeveloping wall jet ragion. Downstream of X/D=14, a single large scale eddy structure is formed. Far downstream affer the reattachment(X/D.geq.18) mean velocity profile, the decay of maximum velocity and the variation of jet half width are nearly similar to those of plane wall jet, but the Reynolds stresses are higher than those of the latter.

본 논문에서는 이 2차원 재부착분류(본문에서는 stepped wall jet라 명명함) 유동장을 재부착상류 부분, 재부착점 근방, 재부착 이후의 재발전 벽면분류 지역의 세 영역으로 구분하여 재부착 길이, 평균속도, 벽면정압을 측정하고 on-line에 의한 디지 틀 데이터 처리기법을 이용하여 난류강도, 레이놀즈 전단응력, 속도의 3승적(triple velocity product), integral length scale, Taylor's microscale 등을 실험적으로 구 하여 재부착 상류 부분에서는 자유분류와 비교하고, 재부착 이후에서는 2차원 벽면분 류와 비교하기로 한다.그리하여 초기 교란을 받는 분류가 벽면에 재부착하여 2차원 벽면분류로 재발전되어 가는 과정에 있어서의 평균 유동장과 급격한 변화를 갖는 난류 특성을 상세히 조사하여, 보다 일반적으로 적용될 수 있는 난류모델을 개발함에 있어 서 실험적인 자료를 제공하고자 한다. Fig. 1은 본 실험의 유동장에 대한 개약도를 보여주고 있다.