Study of the Wake Flow Around a Circular Cylinder

This experimental study investigated the wake flow around an elastically supported circular cylinder. In this study, the Reynolds numbers are varied in the region of $1.4{\times}10^4{\leq}Re{\leq}3.2{\times}10^4$. Under these conditions, we have captured the process of the wake mechanism and the moving path of the vortex by measuring the velocity at each position in the wake around the cylinder. Further, these facts from the wind tunnel test are proved by a flow visualization test through a water channel. From the result, we have arrived at the following conclusions : i) The process (formation${\rightarrow}$growth${\rightarrow}$collapse) of vortex is observed in the wake around the cylinder, ii) The vortex efflux angle is approximately $16^{\circ}{\sim}17^{\circ}$ under the experimental conditions. These angles have no relationship with the velocity change and the existence of flow-induced vibrations of the cylinder, and iii) The moving path of the vortex center is obtained by spectrum analysis of the fluctuating velocity behind the cylinder. These are confirmed by conducting visualization tests.

단독 원기둥 주위의 후류유동에 관한 연구

본 연구는 탄성지지된 단독원기둥의 후류에 관한 실험적연구이다. 본 실험은 $1.4{\times}10^4{\leq}Re{\leq}3.2{\times}10^4$의 레이놀즈수 범위에서 이루어졌으며, 원기둥 후류의 위치별 유속을 측정하여 후류에서 발생되는 와류의 생성에서 소멸까지의 과정 및 와류의 이동 궤적을 조사한 연구이다. 아울러 강제진동실험장치를 이용한 가시화실험을 통하여 풍동실험에서의 결과를 증명하였다. 그 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 흐르는 유체에 존재하는 원기둥의 후류에 생성되는 와류의 생성${\rightarrow}$성장${\rightarrow}$소멸 과정을 확인 할 수 있었다. 2) 와류의 퍼짐각도는 $16^{\circ}{\sim}17^{\circ}$가량으로 주류속의 변화와 유력진동의 유무에 상관없이 일정하다. 3) 후류에서 변동 유속의 스펙트럼 분석을 통해 와류의 중심이 이동하는 궤적을 유추할 수 있었고, 가시화 실험을 통해 그것을 확신할 수 있다.