Behavior of Oil-Water Interface between Tandem Fences

이중 유벽 사이의 기름과 물의 계면의 거동

The disturbance of oil-water interface confined between tandem fences caused by a sequence of traveling vortices below the interface is investigated. The traveling vortices are assumed to be those detached from the tip of the fore fence. The potential flow is assumed and the density interface is replaced as a sheet of vortex. The shape of the interface is predicted by tracing a finite number of marker particles placed at the interface. The velocity of the marker particles is determined by the Biot-Savart integral along the vortex sheet plus the contribution from the traveling point vortices. The rate of change of vortex-sheet strength is predicted by using an evolution equation for vorticity. The calculated results obtained for various conditions demonstrate that the large amplitude of interfacial wave following the moving vortek can be generated by the vortices.

와류에 의한 이중 유벽 사이에 가두어진 기름층과 물의 계면의 교란에 대하여 고찰하였다. 와류는 전부 유벽의 끝에서 발생되는 것으로 간주하였다. 유동장의 해석을 위하여 포텐셜 유동 가정하에 계면을 와 특이점 분포면(vortex sheet)으로 나타내었다. 계면의 형상은 계면에 유한개의 가상의 입자를 설정한 후 그 위치를 추적하여 추하였다. 입자의 속도는 와 분포면에 의해서 유발되는 속도를 Biot-Savart 적분을 통해 구하고 여기에 이동하는 점와류(point vortex)에서 유발되는 속도를 합하여 구하였다. 시간에 대한 와 분포면상의 와도의 변화는 계면에서의 와도 방정식을 해석하여 구하였다. 여러 조건하에서 계산된 결과를 바탕으로 상당한 파고의 계면파가 전부 유벽 하단에서 발생되는 와류에 의하여 생성될 수 있음을 입증하였다.