초록
본 연구는 NACA0012 천음속 에어포일 유동에 있어서 비평형 응축이 Force 계수(압력, 양력 및 항력계수)에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 정체점 온도 298 K, 받음각 ${\alpha}=3^{\circ}$인 경우, 주류 마하수 0.78~0.81에서는 정체점 상대습도의 증가함에 따라 양력은 단순 감소한다. 반면 Lift force break 마하수 영역의 주류 마하수에서는 정체점 상대습도의 증가에 따라 양력은 오히려 증가한다. 받음 각 ${\alpha}=3^{\circ}$, 정체점 상대습도가 0%인 경우, 주류 마하수의 증가에 따라 항력은 급격하게 증가하지만, 응축의 영향이 큰 60%인 경우에는 주류 마하수의 증가에 조금 증가할 뿐이다. 동일한 주류 마하수인 경우 비평형 응축에 따른 전 항력의 감소는 받음각과 정체점 상대습도가 증가할수록 크게 된다. 응축이 없는 ${\Phi}_0=0%$인 경우는 주류 마하수가 크고 받음각이 클수록 Wave drag은 크게 되나 응축의 영향이 비교적 큰 ${\Phi}_0=50%$ 이상인 경우는 오히려 Wave drag이 작아지는 것으로 나타났다. 한편, 정체점 상대습도가 낮고, 주류 마하수가 클수록 충격파 직전의 최대 마하수는 커지는 것으로 나타났다.
The present study investigated the effects of non-equilibrium condensation with the angle of attack on the coefficients of pressure, lift, and drag in the transonic 2-D flow of NACA0012 by numerical analysis of the total variation diminishing (TVD) scheme. At $T_0=298k$ and ${\alpha}=3^{\circ}$, the lift coefficients for $M_{\infty}=0.78$ and 0.81 decreased monotonically with increasing ${\Phi}_0$. In contrast, for $M_{\infty}$ corresponding to the Mach number of the force break, $C_L$ increased with ${\Phi}_0$. For ${\alpha}=3^{\circ}$ and ${\Phi}_0=0%$, $C_D$ increased markedly as $M_{\infty}$ increased. However, at ${\Phi}_0=60%$ and ${\alpha}=3^{\circ}$, which corresponded to the case of the condensation having a large influence, $C_D$ increased slightly as $M_{\infty}$ increased. The decrease in profile drag by non-equilibrium condensation grew as the angle of attack and stagnation relative humidity increased for the same free stream transonic Mach number. At ${\Phi}_0=0%$, the coefficient of the wave drag increased with the attack angle and free stream Mach number. When ${\Phi}_0$ > 50%, the coefficient of the wave drag decreased as ${\alpha}$ and $M_{\infty}$ increased. Lowering ${\Phi}_0$ and increasing $M_{\infty}$ increased the maximum Mach number.
