Journal of Navigation and Port Research (한국항해항만학회지)

Korean Institute of Navigation and Port Research (한국항해항만학회)
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On the Flow Characteristics around a Circular Cylinder according as the Water Depth from the Free Surface

자유수면에 인접한 원형실린더형 몰수체 주위의 유동특성에 관한 연구

  • 김옥석 (목포해양대학교) ;
  • 손창배 (한국해양대학교 해양과학기술연구소) ;
  • 이경우 (목포해양대학교 해양시스템공학부 조선해양공학과)
  • Received : 2010.05.06
  • Accepted : 2010.06.23
  • Published : 2010.06.30
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Abstract

The free surface influenced the wake behind a circular cylinder and its effects were investigated experimentally in a circulating water channel with the variation of water depth. Instantaneous velocity fields were measured in this paper. The measured results has been compared with each other to investigate the flow characteristics of the circular cylinder's 2-dimensional section at $Re=1.0{\times}10^3$ using 2-frame grey level cross correlation PIV method. The flow around the circular cylinder with free surface affected the wake structure. Especially, in case of d=1.0D, the boundary layer was measured in the whole area. The separation point and boundary layer of the circular cylinder could be controlled by the water depth.

원형실린더가 균일한 유입유동에서 자유수면 으로부터 깊이를 달리했을 경우 박리점, 경계층 및 칼만 와열의 주기 등의 변화로 인하여 시스템 전체 에너지에 변화를 초래한다. 본 연구에서는 원형실린더의 침수 깊이를 변화시키며 $Re=1.0{\times}10^3$에서 유동장을 계측하였다. 2차원 그레이 레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 원형실린더 주위의 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하는 방법을 적용하였다. 자유수면의 점성과 마찰에 의해 발생하는 원형실린더 주변유동은 경계층을 변화시키고 후류유동에 교란을 일으킨다. 특히, 몰수체의 깊이가 d=1.0D의 경우에 있어서 경계층의 변화가 후류로 길게 형성되었다. 원형실린더의 깊이가 d=1.5D에서부터 자유수면의 영향이 감소하고 칼만 와열이 발달하였다.

Keywords

References

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