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지면 운동에 따른 정사각주 후류의 와류 유동장 수치 해석 Part I. 고정 지면과 이동 지면 비교

Numerical Analysis of the Vortex Shedding past a Square Cylinder with Moving Ground

  • 김태윤 (서울대학교 기계항공공학부) ;
  • 이보성 (한국과학기술정보연구원) ;
  • 이동호 (서울대학교 기계항공공학부) ;
  • 발행 : 2005.06.01

초록

비압축성 평균 Navier-Stokes 방정식에 $\varepsilon{-SST}$ 난류 모델을 적용하여 정사각주 주위 유동과 지면의 간극 유동을 해석하였다. 지면이 운동할 경우에는 지면의 박리 전단층의 강도가 약화되어 사각주 상/하부의 박리 전단층 상호 작용을 촉진시키므로 고정 지면에 비하여 더 낮은 간극에서도 와류 배출이 발생한다. 지면 효과를 고려할 경우 고정 지면의 경우와는 달리 지면의 박리 거품이 존재하지 않게 되고, 이로 인하여 2차 박리 주파수는 나타나지 않는다. 이와 더불어 지면이 운동할 경우 고정 지면에 비해 더 높은 와류 배출 주파수와 공력 계수가 나타남을 확인하였다.

Incompressible Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with $\varepsilon{-SST}$ turbulence model are adopted for the investigation of the flow fields between the square cylinder and the ground. When the grounds moves, the diminish of the shear layer intensity on the ground promotes the interaction between the lower and the upper separated shear layer of the cylinder. Hence vortex shedding occurs at the lower gap height than stationary ground. In the moving ground, the secondary shedding frequency disappears due to the absence of the separation bubble on the ground which exists in the stationary ground. In addition, the shedding frequency and aerodynamic coefficients in the moving ground become higher than those of the stationary ground.

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참고문헌

  1. 이보성, 김태윤, 박영회, 이동호, '$\varepsilon$-SST 난류 모델을 적용한 벽면 근처 정사각주 유동장의 수치해석', 항공우주학회지 제31권 8호 pp. 1-7
  2. 이보성, 김태윤, 이도형, 이동호, '벽면에 근접한 사각주 후면의 와류 유동장 수동제어', 한국항공우주학회지 제 32권 6호, pp. 16-22
  3. Sanjay Kumarasamy, Jewel B. Barlow, 'Computational of unsteady flow over a half-cylinder close to a moving wall', J. of Wind Eng. Ind. Aero., 69-71 1997, pp. 239-248
  4. Jones MA and Smith FT, 'Fluid motion for car undertrays in ground effect', J. Eng. Maths 45, 2003, pp. 309-334 https://doi.org/10.1023/A:1022626814273
  5. S. Bhattacharyya, D.K. Maiti, 'Vortex Shedding for Flow over a Square Cylinder Close to a Moving Ground', IUTAM Symp., 2003, New Jergey, USA
  6. Rogers, Kwak, 'Upwind differencing scheme for the time-accurate incompressible Navier-Stokes equations', AIAA J. Vol. 28, No. 2 (1990)
  7. 이보성, 이동호, 'MPP에서의 효율적 분산처리를 위한 Data Parallel Symmetric Gauss-Seidel 알고리즘', 한국항공우주학회지 제 26권 2호, pp. 60-72
  8. Kenjo C. Q. Wu and Robert J. Martinuzzi, 'Experimental Study of the Turbulent Wake Flow behind a Square Cylinder Near a Wall', ASME, FEDSM 97-3151, June, 1997
  9. R.J. Martinuzi, S.C.C Bailey, G.A. Kopp, 'Influence of wall proximity on vortex shedding form a square cylinder', Experiments in Fluids 34, 2003, pp. 585-596 https://doi.org/10.1007/s00348-003-0594-0
  10. 김태윤, 권혁빈, 이동호, 김문상, '다양한 지면 재현 기술을 적용한 한국형 고속전철의 풍동 실험 연구', 한국항공우주학회 2002 춘계학술대회 논문집, pp. 66-69
  11. Bo-sung Lee, Tae-yoon Kim, Dong-ho Lee, 'Control of Vortex Shedding behind a Rectangular Cylinder near the Ground', Numerical Heat Transfer Part A, 47, 2005, pp. 787-804 https://doi.org/10.1080/10407780590921944
  12. Tae-yoon Kim, Bo-sung Lee, Dong-ho Lee, 'Study on the Unsteady Wakes Past a Square Cylinder near a Wall', Journal of Mechanical Science and Technology Vol 19, No. 5, pp. 1169-1181 https://doi.org/10.1007/BF02984039