DOI QR코드

DOI QR Code

The Flow Control by a Vertical Splitter Plate for a Square Prism near a Wall

벽면 근처에 놓인 정방형주의 수직 분할판에 의한 유동 제어

  • 노기덕 (경상대학교 기계시스템공학과.해양산업연구소) ;
  • 조지룡 (인제대학교 기계자동차공학부) ;
  • 오세경 (경상대학교 에너지기계공학과.농생명과학원)
  • Received : 2011.09.01
  • Accepted : 2011.11.02
  • Published : 2012.01.31

Abstract

The passive control by vertical splitter plate of fluid force acting on a square prism near a plane wall was studied by measuring of fluid force on the prism and by visualization of the flow field using PIV. The hight of the splitter plate was 10% of the square width. The experimental parameters were the attaching position of vertical splitter plate and the space ratios G/B to the prism height. Time variation of vorticity was most remarkable at 3.0B(B: prism height) position toward wake direction from the center of the prism. The point of inflection of average lift coefficient and Strouhal number on the prism were represented at the space ratio G/B=0.4~0.6 for the prism having vertical splitter plate. The drag of the prism was reduced average 5.0% with the space ratios by attaching the vertical splitter plate at the upper and rear corner on the prism. In this case, the size of the separated region on the upside of the prism was smaller than that of prism having no the splitter plate.

본 연구는 벽면 근처에 놓인 정방형주의 모서리에 수직 분할판을 부착하여 유체력 제어 효과를 양항력 측정실험 및 PIV에 의한 가시화 실험으로 조사한 것이다. 분할판의 폭은 정방형주 폭의 10% 로 했다. 실험변수로서는 수직 분할판의 부착 위치 및 벽면과 사각주 사이의 간격으로 하였다. 정방형주 중심에서 후류방향으로 3.0B(B: 정방형주 한 변 길이) 떨어진 곳에서 와도의 변화가 가장 명확했다. 수직 분할판의 위치 및 유무와 관계없이 간격비 0.4~0.6에서 평균양력계수 및 Strouhal 수의 변곡점이 나타났다. 정방형주 윗면의 뒷 모서리에 수직 분할판을 설치한 경우 항력이 감소하였으며 각 간격비 평균 5.0%의 항력 저감 효과를 얻었다. 정방형주 윗면 박리영역의 크기는 앞쪽 모서리에 수직 분할판을 설치한 경우가 가장 컸고, 원형의 정방형주, 뒷쪽 모서리에 수직 분할판을 설치한 순서로 작았으며, 평균항력계수는 이 박리영역의 크기에 비례했다.

Keywords

References

  1. Igarashi, T., "Drag reduction of a square prism by flow control using a small rod", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 69-71, pp. 141-153, 1997. https://doi.org/10.1016/S0167-6105(97)00150-5
  2. Sakamoto, H., Tan, K., Takeuchi, N. and Haniu, H., "Suppression of fluid forces acting on a square prism by passive control", ASME Journal of Fluids Engineering 119, pp. 506-511, 1997. https://doi.org/10.1115/1.2819273
  3. L. Zhou, M. Cheng and K. C. Hung, "Suppression of fluid forces on a square cylinder by flow control", Journal of Fluids and Structures 21, pp.151-167, 2005. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2005.07.002
  4. 노기덕, 김광석, "모서리에 펜스를 가진 정방형주의 유체력저감 특성" 한국마린엔지니어링학회지, 제30권, 3호, pp. 389-395, 2006.
  5. T. Tamura and T. Miyagi, "The effect of Turbulence on aerodynamic forces on a square cylinder with various corner shapes", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 83, pp. 135-145, 1999. https://doi.org/10.1016/S0167-6105(99)00067-7
  6. 이보성, 김태윤, 이도형, 이동호, "벽면에 근접한 사각주 후면의 와류 유동장 수동제어", 한국항공우주학회지, 제32권, 제6호, pp. 16-22, 2004. https://doi.org/10.5139/JKSAS.2004.32.6.016
  7. 김태윤, 이보성, 이동호 and Y. Kohama, "지면 운동에 따른 정사각주 후류의 와류 유동장 수치해석 Part II. 수동제어 기법 연구", 한국항공우주학회지, 제33권, 제6호, pp. 8-14, 2005. https://doi.org/10.5139/JKSAS.2005.33.6.008
  8. 노기덕, 이상준, 이경윤, 장재동, 정용길, "벽면 근처에 놓인 정방형주의 수평 분할판에 의한 유동제어", 한국마린엔지니어링학회지, 제35권, 제5호, pp. 625-631, 2011. https://doi.org/10.5916/jkosme.2011.35.5.625