Abstract
The paper describes a Large Eddy Simulation (LES) study of turbulent flow around a cavity. A series of three-dimensional cavities placed in a turbulent boundary layer are simulated at a Reynolds number of $1.0{\times}10^5$ by considering U and h, which represent the velocity at the top and the depth of the cavity, respectively. In order to obtain the appropriate solution for the filtered Navier-Stokes equation for incompressible flow, the computational mesh forms dense close to the wall of the cavity but relatively coarse away from the wall; this helps reduce computation cost and ensure rapid convergence. The Boussinesq hypothesis is employed in the subgrid-scale turbulence model. In order to determine the subgrid-scale turbulent viscosity, the Smagorinsky-Lilly SGS model is applied and the CFL number for time marching is set as 1.0. The results show the flow variations inside cavities of different sizes and shapes.
본 논문은 공동 주위 난류유동특성을 LES 기법으로 수치해석을 수행하여 알아보았다. 본 연구에 적용된 레이놀즈수는 공동 깊이만큼의 높이 h 에서의 유속을 기준으로 $1.0{\times}10^5$ 이며 3 차원 공동에서의 유동특성을 알아보았다. 적절한 비압축성 Filtered Navier-Stokes 방정식을 적용하기 위해, 계산격자를 공동 표면 근처에는 조밀하게 멀어질수록 성기게 생성하였으며, 이는 계산시간을 단축시키며 빠른 수렴을 도와준다. 또한, Boussinesq 가설을 subgrid-scale 난류모델에 적용하였고, Subgrid-scale 난류점성을 얻기 위해 smagorinsky-Lilly SGS 모델을 적용하였으며, 그 때의 CFL 수는 1.0 이다. 또한, 본 논문은 서로 다른 4 가지 형상의 공동의 및 입구조건의 변화에 따른 유동 특성도 함께 연구되었다.
