• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.231-236
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• 2015

공동유동은 종래 많은 연구가 수행되었으나 대부분의 연구는 공동 상류의 압력구배가 없는 수평면 상에 위치한 공동 유동에 대한 연구가 수행되어 왔으며, 실제 공학적 응용에서 나타나는 곡면 벽상에 위치한 공동 유동에 대한 연구는 거의 수행되지 않고 있다. 일반적으로 곡면 벽상에 위치한 공동유동에는 원심력이 작용하여 종래의 공동 유동 연구결과와 상이한 유동특성을 가질 것으로 판단되나, 이러한 데이터는 지금까지 보고되지 않았다. 본 연구에서는 곡면 벽상에 설치한 공동 유동을 수치해석법으로 조사하여 곡면의 곡률반경 및 유동의 마하수가 천음속 및 초음속 공동유동의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 곡면의 곡률반경이 작아질수록, 유동의 마하수가 증가할수록, 공동내부에서 발생하는 피크압력의 크기는 증가하였으며 공동으로 인한 전압력손실 증가한다는 것을 확인할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.117-120
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• 2005

본 연구에서는 초음속 공동 주위에서 발생하는 비정상 유동현상을 이해하고, 공동시스템이 설치된 장치의 성능 및 안정적인 운전을 방해할 수 있는 공동유동의 압력진동을 제어할 수 있는 방법을 제시한다. 사각형의 공동을 지나는 초음속 유동장은 3차원 비정상 압축성 Wavier-Stokes 방정식에 완전 내제적 유한체적법 및 large eddy simulation을 적용하여 수치모사하였다. 수치계산은 공동전단 근처에 설치된 삼각돌기나 블로잉 제트가 초음속 공동유동장의 유동특성에 미치는 영향을 조사하였다. 본 수치계산 결과로부터 이러한 제어방법들이 특히 공동후단 부근에서 발생하는 강한 압력진동을 억제하는데 효과가 있음을 알 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.293-296
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• 2007

호주국립대학의 T3 자유충격파관을 이용하여, 마하수 3.7의 유입 유동에 대해 비분사유동, 공동이전 경사분사유동, 공동내부 평행분사유동, 공동내부 역분사유동에 대해 주파수를 확인하고, 공동 유동 특성을 살펴보았다. 비분사유동은 고조파 형태의 주파수가 나타나지 않았으나 10 kHz 부근에서 비교적 큰 압력 스펙트럼이 나타났다. 공동 이전 경사분사는 공동의 앞전에서 박리되는 전단층의 두께를 증가시켜 공동 뒷전에서 발생하는 유동의 진동 현상을 현저히 감소시켰다. 공동 내부 평행분사는 공동의 뒷전에 분사 유동이 직접 부딪히게 되고, 공동의 진동 현상을 오히려 증가시켰다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.10-16
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• 2003

초음속 유동장에서 비정상 직열배치공동 유동 연구를 Navier-Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 수치 모사하였다. 공동주위의 비정상유동은 자유 전단층과 공동 내부 유동의 상호 작용에 의한 주기성으로 특정지어진다. 수치적 방법은 van Leer의 유량한계계수를 이용한 유량벡터분리법에 기반을 둔 TVD방법을 사용하였다. 먼저, 단일 공동에 대한 압력비 그래프를 통한 주진동 주파수를 비교하였다. 직열배치공동유동에서는 전후방 공동을 몇가지 세장비로 조합하여, 전방 공동의 영향에 의한 후방 공동 유동장의 주진동 주파수 특성등을 분석하였다. 전방공동의 세장비가 작은 경우에는 강한 전방공동의 전단층이 후방공동의 전단츨과 합하여 하나의 전단층 특성을 줌으로 전후방 공동의 주진동특성이 비슷하게 나타나고, 전방공동의 세장비가 큰경우에는 전방공동의 전단층이 확산되면서 내부에 후방공동의 전단층이 발생함으로 주진동수의 특성이 다르게 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.77-83
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• 2016

종래, 직선벽상의 공동에서 발생하는 유동에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 그러나 실제 공학적 응용에서 빈번하게 접하게 되는 곡선벽상의 공동 유동에 대한 연구는 찾아보기 드물다. 이러한 곡선 벽상에서는 강한 원심력의 효과가 발생하여 공동 유동에 영향을 미치게 되므로, 종래 직선 벽에서 발생하는 공동 유동과는 그 특성이 다를 것으로 예상되나, 이에 대한 구체적인 정보는 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 유동의 마하수가 0.4에서 0.8까지의 고아음속 유동조건에서 곡선 벽 위의 공동 유동장을 수치해석적 방법으로 조사하였으며, 공동의 세장비(L/H)는 3.0으로 고정하였으나, 곡면의 곡률반경을 변화시켰다. 그 결과 곡선 벽의 공동에서 발생하는 압력진동이 직선 벽에 비하여 더 크며, 곡면의 곡률반경이 공동내부에서 발생하는 비정상 유동특성에 큰 영향을 미친다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2016

공동 유동에 대한 연구는 유동이 균일하게 유입되는 수평면상에 설치된 공동에 대한 연구가 대부분이나, 곡면 벽상에 설치한 공동 유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면 벽상에 설치한 공동 유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 형상, 곡면의 곡률 반경 그리고 유동의 마하수를 변화시켜 고아음속 유동에서의 공동 유동 특성을 조사하였다. 그 결과 공동 바닥의 압력은 L/R이 증가함에 따라 증가하였으며, 유동의 마하수가 높을수록 그 효과가 증가하였다. 공동 저항은 수평면 벽보다 곡면 벽에서 더 높은 값을 가졌다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.310-313
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• 2006

본 연구에서는 sub-cavity를 적용한 경우 얻어지는 압력진동의 제어효과를 수치계산 방법을 사용하여 조사하였으며, 삼각돌기와 블로잉제트를 사용하여 얻어진 결과들과 비교하여 그 효율성을 검토하였다. 사각형의 공동을 지나는 유동장은 3차원 비정상 압축성 Wavier-Stokes 방정식에 완전 내제적 유한체적법 및 다단계 Runge-Kutta 방법을 적용하여 수치모사하였으며, 공동유동의 난류상태량들을 적절히 예측하기 위하여 large eddy simulation(LES)을 수행하였다. 본 연구의 결과로부터, 공동후단 부근에서 발생하는 압력진동이 전체 공동유동의 비정상 거동을 지배하며, sub-cavity를 사용하여 압력진동의 폭을 감소시킬 수 있음을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.363-366
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• 2006

본 연구에서는 초음속 공동유동장에서 발생하는 압력 진동을 완화시키기 위하여 사용된 두 가지 피동제어방법들의 유효성을 수치해석적으로 조사하였다. 사용된 제어 장치들은 삼각돌기와 sub-cavity로, 전단층의 발달 특성을 조절하기 위하여 공동 전단 부근에 설치된다. 공동유동의 압력변동 특성을 조사하기 위하여 3차원 비정상 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하여 유동장을 모사하였으며, 유동의 난류상태량들은 LES 방법을 사용하여 계산하였다. 그 결과, 공동유동의 진동 특성은 공동의 후단 벽면에서 발생하는 압력 진동에 의해 지배되며, 제시된 방법들의 효과는 공동의 후단에서 가장 크게 나타났다. 특히, sub-cavity는 삼각돌기나 블로잉이 있는 경우에 비하여 압력 진동 저감효과가 상대적으로 크며, sub-cavity가 큰 경우 압력 진동의 저감효과가 더욱 뚜렷하게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.477-483
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• 2015

공동유동에 관한 연구는 공동시스템에서 발생하는 소음/진동 문제로 인하여 많은 연구가 이루어졌으며, 현제 항공우주 산업의 급속한 발전과 더불어 다양한 공학적 장치에 적용되고 있다. 하지만, 실제 공학적 응용에서 많이 적용되는 곡면 벽상에 설치한 공동유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면벽상에 설치한 공동유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 곡률 반경의 비(L/R) 및 입구 유동의 마하수를 변화시켜, 천음속/초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 조사하였다. 그 결과 곡면에 부착된 공동유동의 경우 와류의 상호작용으로 인한 압력 교란을 완화시켰으나, 압력 진동의 진폭을 증가시켰으며, 또한 마하수가 증가함에 따라 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 주파수 분석 결과, 곡관의 무차원 진동수는 직관에 비해 낮은 값이 측정되었으며, 또한 Rossiter의 실험값에 비해 낮은 값을 가졌다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.518-527
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• 1985

대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.