초록
본 연구의 목적은 기계적인 전단층 자극방법을 이용 스월제트 혼합향상의 가능성을 고찰함에 있다. 이를 위해 기계적 자극장치가 설계, 제작되었다. 주요 구성품으로는 두개의 아음속 노즐, 스월 발생기, 그리고 유동 자극기 등이다. 실험은 다음과 같은 다양한 헬리컬 모드들에서 수행되었다; m=+0, m=$\pm$1, m=$\pm$2, m=$\pm$3, m=$\pm$4. 열선유속계를 이용한 plane 파동과 헬리컬 파동 자극에 따른 제트속도 측정이 이루어 졌다. 다양한 헬리컬 모드에서의 결과 값들이 기준 값(plane-wave)과 비교되었다. 획득된 결과는 3-D mesh plot 과 2-D contour plot으로 표현되었다. 이로써 새로 고안된 장치는 헬리컬 불안정파 자극에 대한 효과를 입증하였고 또한 결과적으로 스월제트의 혼합을 증진시켰다.
The purpose of this investigation is to explore the possibility of using artificial mechanical means for excitation of shear layers with application in swirling jet mixing enhancement. For this purpose, a mechanical excitation device was designed and fabricated. The major system components consist of two subsonic nozzles, one swirl generator, and the excitation device. The experiments were carried out at various helical excitation modes; i.e., m=+0, m=$\pm$1, m=$\pm$2, m=$\pm$3, and m=$\pm$4. Axial mean velocity measurements were made with plane and helical wave excitation using a hot-wire anemometer. The results are compared with the baseline (plane-wave excitation) at various helical modes. The acquired data is presented in 3-D mesh plots and 2-D contour plots. It was observed that new device was effective in excitation of the helical instability waves and resulting in mixing enhancement of the swirling jet.
