• 제목/요약/키워드: 낮은 레이놀즈수

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Prediction of Turbulent Boundary Layers on Convex Surfaces with Reynolds Stress Closure Model (레이놀즈응력모델을 사용한 곡면상의 난류경계층에 대한 수치해석)

  • 김광용
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1717-1726
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    • 1991
  • 본 연구에서는 낮은 레이놀즈수 영역에도 적용될 수 있는 레이놀즈응력모델의 개발을 위해, 우선 벽근처 영역에서 사용되는 실험식(벽법칙)을 Hassid와 Poreh에 의 해 개발된 1-방정식모델로 대체하고 이를 레이놀즈응력모델과 접속시키는 방식을 사용 하였다. Hassid-Poreh의 1-방정식모델은 이미 Gibson등에 의해 그 성능이 평가되어 압력구배가 크지 않은 경계층유동의 낮은 레이놀즈수 영역에서 매우 좋은 결과를 보여 줌이 밝혀졌다. 본 연구에서는 곡면위의 난류경계층에 대해 위에서 설명한 바 있는 난류모델을 적용함에 있어 Gillis등과 Gibson등에 의해 실험된, 각각 곡률이 큰 경우 와 작은 경우의 대표적인 유동을 선택하여 모델의 성능을 시험하였다. 1-방정식모델 내에 포함된 길이차원(length scale)에 대해서는 곡률을 고려한 수정이 이루어졌다.

A numerical study of the effect of the aspect ratio of rectangular cylinder on the aerodynamic force (변장비 변화가 사각실린더에 작용하는 유체력에 미치는 영향 연구)

  • Gwon, Min-Cheol;Kim, Jin-Uk;Kim, Chan-Hu;Lee, Seul-Gi;Lee, Seung-Su
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2012.04a
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    • pp.29-32
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    • 2012
  • 변장비의 변화가 사각실린더에 작용하는 유체력에 미치는 영향을 알기 위해 EDISON_열유체를 사용하여 수치해석을 하였다. 낮은 레이놀즈수 영역($100{\leq}Re{\leq}200$)에서 사각실린더의 변장비(W/H)를 0.5, 0.75, 1, 2로 변화시키며 해석을 수행하였고, 레이놀즈수와 변장비에 따른 스트로할수(St), 항력계수($C_D$), 양력계수($C_L$)를 비교하였다. 본 논문에서는 레이놀즈수와 실린더의 변장비가 스트로할수, 항력계수, 양력계수에 미치는 영향을 알아보는 데 중점을 두었다. 해석결과 레이놀즈수가 증가하고 변장비가 감소할수록 스트로할수, 항력계수, 양력계수가 증가하는 것을 확인하였다. 본 논문을 통해서 레이놀즈수와 사각실린더의 변장비가 사각실린더에 작용하는 유체력에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

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A Numerical Study of Aerodynamic Characteristics in Oscillating Airfoils along Frequencies and Amplitude (진동하는 익형의 진동수와 받음각 진폭에 따른 공력특성)

  • Lee, Gang-Mun;Park, Jae-Yeong;Lee, Seong-Gi
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2015.03a
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    • pp.569-574
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    • 2015
  • 지난 수십 년간 유체역학적인 관점에서 곤충이나 새의 움직임을 모방하기 위해 진동하는 익형(pitching airfoil)과 동적 실속에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 유동박리가 일어나지 않는 범위 내에서 진동하는 익형의 특성에 대한 연구는 보기 드물다. 또한 기존의 유동박리가 일어나지 않는 영역에서 익형의 진동 현상에 대해 수행된 연구는 수중과 같이 낮은 레이놀즈수에서 수렴되었기 때문에, 공기 중과 같이 높은 레이놀즈수에서 유동현상과 다른 특성을 보여주고 있을 수 있다. 따라서 본 연구는 높은 레이놀즈수에서의 다양한 환산 진동수, 받음각진폭, 익형에 따른 공력특성을 분석하였다. 그 결과, 익형의 진동으로 인한 양력계수의 차이는 작음을 알 수 있었다. 그러나 높은 환산 진동수에서 익형의 항력계수가 감소하는 경향이 나타나며, 이로 인해 높은 환산 진동수에서 수치적으로 추력이 발생할 수 있음을 확인하였다.

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Aerodynamic Forces Acting on Yi Sun-sin Bridge Girder According to Reynolds Numbers (레이놀즈수에 따른 이순신대교 거더에 작용하는 공기력의 변화)

  • Lee, Seung Ho;Yoon, Ja Geol;Kwon, Soon Duck
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.1
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    • pp.93-100
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    • 2013
  • The objective of present study is to investigate the sensitivity of aerostatic force coefficients of twin box girder of Yi Sun-sin Bridge according to the Reynolds numbers. This paper presents the 1:30 scale sectional model tests conducted at high speed wind tunnel in Korea Air Force Academy. Comparison with results at low Reynolds number obtained in KOCED Wind Tunnel Center in Chonbuk National University is also provide. The Reynolds number dependency of aerodynamic force coefficients were observed at present streamlined twin box girder. The drag coefficient revealed significant decrease of nearby 23% at supercritical region. The boundary layer trip strip was found to reduce the Reynolds number dependency of aerodynamic forces by fixing the location of flow transition.

Measurement of Reynolds Number Effects on Cavitation Performance in a Turbopump Inducer (레이놀즈 수가 터보펌프 인듀서 캐비테이션 성능에 미치는 영향 측정)

  • Kim, Junho;Song, Seung Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.820-823
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    • 2017
  • This study experimentally investigate how the Reynolds number affect cavitation performance in a turbopump inducer using water. Cavitation performance has been determined by the static pressure measured at the inlet of the inducer. Reynolds number has been varied by varying water temperature and inducer rotational speed to maintain constant non-dimensional thermal parameter. At low non-dimensional thermal parameter, the critical cavitation number is insensitive to Reynolds number. However, at high non-dimensional thermal parameter, the critical cavitation number increased as Reynolds number increases. Thus, cavitation performance is deteriorated as Reynolds number increases when thermal effect exists.

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Transition Flow Analysis According to the Change of Reynolds Number for Supersonic Launch Vehicle Fairing Expansion Area (초음속 발사체 선두 팽창부의 레이놀즈수 변화에 따른 천이 유동 해석)

  • Shin, Ho-Cheol;Park, Soo-Hyung;Byun, Yung-Hwan
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.45 no.5
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    • pp.367-375
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    • 2017
  • RANS computational analysis was performed on the head of the launch vehicle including the hammerhead nose pairing in the supersonic regime. The two-dimensional axisymmetric analysis was performed by using laminar, fully turbulent and transition models and compared with the experimental data. It was observed that different flow phenomena occurred depending on the Reynolds number. Under the high Reynolds number condition, the boundary layer becomes turbulent, which is not separated from the surface of the launch vehicle. With the low Reynolds number condition, laminar separation bubble was produced due to the separation and reattachment of the boundary layer on the expansion-compression edge of the hammerhead type nose fairing. The three-dimensional computations with the angle of attack showed a fully detached vortical structure due to the laminar separation bubble. It is proved that the turbulent transition should be considered to predict the separation bubble with the Reynolds number.

Numerical Simulations of Gravity Currents Using Unsteady Statistical Turbulence Models (비정상 통계적 난류모형을 이용한 중력류의 수치모의)

  • Paik, Joong-Cheol
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.570-574
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    • 2009
  • 벽 근처에서의 흐름(near wall flow)을 해석하기 위한 낮은 레이놀즈수 수정(low-Reynolds number modification)을 포함하는 통계학적 난류모형을 이용한 3차원 비정상 레이놀즈-평균 나비어-스톡스 (URANS) 계산을 실시하여 사각형 수로에서의 중력류를 모의하였다. 3차원 계산 결과를 2차원 URANS 모의에 의한 계산 결과 그리고 실험결과와 비교하였다. 이 연구 결과는 적정 시 공간적 수치해상도를 가지고 벽 근처에서의 흐름을 주의 깊게 직접 해석하는 3차원 URANS 수치모의는 2차원 계산으로는 해석할 수 없는 대규모 Kelvin-Helmholtz 와구조 (vortical structure)의 붕괴(breakdown) 그리고 중력류 선단부에서 발달하는 Lobe-and-Cleft 흐름 불안정 등을 포함하는 중력류의 동적 특성을 높은 정확도로 재현할 수 있음을 보여준다.

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Effects of the Temporal Increase Rate of Reynolds Number on Turbulent Channel Flows (레이놀즈 수의 시간 증가율에 따른 난류 채널유동의 변화)

  • Jung, Seo Yoon;Kim, Kyoungyoun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.40 no.7
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    • pp.435-440
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    • 2016
  • Effects of the increase rate of Reynold number on near-wall turbulent structures are investigated by performing direct numerical simulations of transient turbulent channel flows. The simulations were started with the fully-developed turbulent channel flow at $Re_{\tau}=180$, then temporal accelerations were applied. During the acceleration, the Reynolds number, based on the channel width and the bulk mean velocity, increased almost linearly from 5600 to 13600. To elucidate the effects of flow acceleration rates on near-wall turbulence, a wide range of durations for acceleration were selected. Various turbulent statistics and instantaneous flow fields revealed that the rapid increase of flow rate invoked bypass-transition like phenomena in the transient flow. By contrast, the flow evolved progressively and the bypass transition did not clearly occur during mild flow acceleration. The present study suggests that the transition to the new turbulent regime in transient channel flow is mainly affected by the flow acceleration rate, not by the ratio of the final and initial Reynolds numbers.

Performance Evaluation of Propeller for High Altitude by using Experiment and Computational Analysis (시험과 전산해석을 이용한 고고도용 프로펠러 성능 분석)

  • Park, Donghun;Cho, Taehwan;Kim, Cheolwan;Kim, Yangwon;Lee, Yunggyo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.43 no.12
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    • pp.1035-1047
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    • 2015
  • Wind tunnel experiment and computational analysis have been carried out to evaluate the performance of propeller for scale electric-powered HALE UAV, named EAV-2H+. Performance curves are measured for three propellers and their adequacy for EAV-2H+ installation is examined through consideration of operating conditions. Decline in performance coefficients is observed in low rpm region. Also, the effect of transition tape on propeller performance is measured and analyzed. The computational performance analyses are carried out by using commercial CFD program. The thrust and power coefficient from computations show good agreement with experimental results. Performance coefficients are compared and the influence of measurement device which contributes to discrepancy of the results is examined. Transition SST model is confirmed to yield the tendency of performance decline in low rpm range, similar to experimental observation. The decrease in aerodynamic performance of blade element due to low Reynolds number is identified to cause the decline in propeller performance. Analyses for high altitude conditions confirms degradation in propeller performance.

Flow Analysis over Moving Circular Cylinder Near the Wall at Moderate Reynolds Number (낮은 레이놀즈 수에서 벽면에 근접하여 이동하는 실린더 주위의 유동해석)

  • Kwag, Seung-Hyun
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.36 no.8
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    • pp.1091-1096
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    • 2012
  • The aerodynamic characteristics of circular cylinder in a channel are studied to make clear the flow feature by solving the Navier-Stokes equation based on the finite volume method with unstructured grids. Reviews are made on with the vorticity, velocity, dynamic pressure, residual and drag, where the Reynolds numbers are 50 and 100. The flows for $Re{\succeq}50$ shows the vortex shedding in the wake, and the result is the same as the case of moving cylinder. The ground effect of flat bottom results in the growth of vortex, being generated in the upper side of the cylinder and elongated in the rear. As the cylinder approaches to wall, for example 0.6, the cylinder plays as a role of blockage to obstruct the flow between the cylinder and wall. The drag coefficients are compared with others' results to confirm the validity of the present numerical simulation.