• 제목/요약/키워드: 유동 불안정성

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배플이 부착된 채널 유동의 불안정성 (FLOW INSTABILITY IN A BAFFLED CHANNEL FLOW)

  • 강창우;양경수
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.1-6
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    • 2011
  • Flow instability is investigated in a two-dimensional channel with thin baffles placed symmetrically in the vertical direction and periodically in the streamwise dircetion. At low Reynolds numbers, the flow is steady and symmetric. Above a critical Reynolds number, the steady flow undergoes a Hopf bifurcation leading to unsteady periodic flow. As Reynolds number further increases, we observe the onset of secondary instability. At high Reynolds numbers, the two-dimensional periodic flow becomes three dimmensional. To identify the onset of secondary instability, we carry out Floquet stability analysis. We obseved the transition to 3D flow at a Reynolds number of about 125. Also, we computed dominant spanwise wavenumbers near the critical Reynolds number, and visualized vortical structures associated with the most unstable spanwise wave.

원형 실린더가 주기적으로 배열된 채널 유동 - 주 불안정성 및 유동특성 - (CHANNEL FLOW WITH A STREAMWISE-PERIODIC ARRAY OF CIRCULAR CYLINDERS - PRIMARY INSTABILITY AND FLOW CHARACTERISTICS -)

  • 윤동혁;양경수;강창우
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.352-357
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    • 2010
  • A parametric study has been carried out to elucidate the characteristics of channel flow with a streamwise-periodic array of cylinders. This flow configuration is relevant to heat exchanger applications. The presence of cylinders in channel flow causes the attached wall boundary layer to separate, leading to significant change in flow instabilities. There exist two kinds of instabilities; flow undergoes a primary instability (Hopf bifurcaiton) at a lower Reynolds number, and the unsteady two-dimensional flow becomes unstable to three-dimensional disturbances at a higher Reynolds number. We report here the dependencies of the primary instability as well as the flow characteristics of the subsequent unsteady flow including flow-induced forces and Strouhal number of vortex shedding, on the distance between the cylinder and the channel wall.

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원형 실린더가 주기적으로 배열된 채널 유동의 주 유동 불안정성 - 실린더와 채널 벽 간격의 영향 - (PRIMARY INSTABILITY OF THE CHANNEL FLOW WITH A STREAMWISE-PERIODIC ARRAY OF CIRCULAR CYLINDERS - EFFECTS OF THE DISTANCE BETWEEN THE CYLINDER AND THE CHANNEL WALL -)

  • 윤동혁;양경수;강창우
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.54-59
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    • 2010
  • A parametric study has been carried out to elucidate the characteristics of channel flow with a streamwise-periodic array of cylinders. This flow configuration is relevant to heat exchanger applications. The presence of cylinders in channel flow causes the attached wall boundary layer to separate, leading to significant change in flow instabilities. There exist two kinds of instabilities; flow undergoes a primary instability (Hopf bifurcation) at a lower Reynolds number, and the unsteady two-dimensional flow becomes unstable to three-dimensional disturbances at a higher Reynolds number. We report here the dependencies of the primary instability as well as the flow characteristics of the subsequent unsteady flow, including flow-induced forces and Strouhal number of vortex shedding, on the distance between the cylinder and the channel wall.

환형연소기에서 불안정성에 따른 유동적인 대칭성파괴 효과 Part I : 노즐 배치의 특성 (Flow Symmetry Breaking Effect According to Instability in Annular Combustor Part.I : Characteristics of Nozzle Arrangement)

  • 이희도;이기만
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.62-73
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    • 2022
  • 본 연구에서는 환형연소기 형태를 가지는 가스터빈 연소기에서 연소불안정성을 제어하는 방법을 제시하고자 하였으며, 노즐 배치와 이에 따른 당량비 변화를 통한 유동적인 대칭성파괴(Flow symmetry breaking) 효과를 비교하였다. 이를 위하여 FFT, Time signal 및 위상궤적의 모드 분석을 통하여 대칭성파괴 효과를 확인하였다. 또한, 모드분석으로 불안정한 영역과 안정된 영역을 확인하였고 이를 등고선 지도에 나타내었다. 본 연구를 통해 노즐의 당량비와 배치가 대칭이거나 노즐이 연속적으로 배치되면 불안정성이 발생하였으나, 노즐의 배치 및 당량비가 대칭성을 가지질 않는다면 당량비의 차이가 작더라도 연소불안정성이 극적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

단순전단유동에서 Doi-Edwards 모델의 불안정성 (Hadamard Instability of the Doi-Edwards Model in Simple Shear Flow)

  • 권영돈
    • 유변학
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    • 제10권3호
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    • pp.160-164
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    • 1998
  • 본 연구에서 Doi-Edwards 점탄성 조성방정식의 Hadamard 안정성 분석을 행하였 다. Hadamard 안정성은 방정식의 탄성 성질과 연관되는 특성으로 파장이 짧고 진동수가 큰 파동에 의한 외란 하에서 식의 안정성을 의미한다. 먼저 안정성을 위한 일반 3차원 조건을 수립하고 단순한 1차원과 2차원 외란하에서 필요조건을 구하였다. Doi-Edwards 이론을 따 르는 물질의 단순전단유동을 고려함에 의하여 순간 전단변형률이 1.8786을 넘어설 때 파장 이 짧고 진동수가 큰 외란에 의하여 불안정성이 나타남이 증명되었다. 이 안정성의 임계치 는 실제 고분자공정 뿐 아니라 실험실에서도 쉽게 도달할수 있는 값으로 이와 같은 불안정 유동은 mi-crophase separation과 같은 물리적 현상과는 관련이 있다는 증거가 없으므로 조 성방정식 자체가 지니는 수학적 모순점에 기인한 것이라 할수 있다.

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가스 터빈 축 내부의 비정상 유동의 불안정성 (Transient Flow Instability inside a Gas Turbine Shaft)

  • 허남건;원찬식
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.103-107
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    • 1999
  • Transient flow inside a hollow shaft of a Gas Turbine engine during sudden engine stop may result in non uniform heat transfer coefficients in the shaft due to flow instability similar to steady Taylor vortex, which may decrease the lifetime of the shaft. In the present study, transient Taylor vortex phenomena inside a suddenly stopped hollow shaft are studied analytically. Flow visualization is also performed to study the shape and onset time of Taylor Vortices for various initial rotational speed.

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등온 수평 평판 위를 지나는 층류유동 의 열적 불안전성 및 열전달 상관관계 (Thermal Instability and Heat Transfer Correlations of Laminar Flow over Isothermal Horizontal Flat Plate)

  • 박병완;유정열;최창균;노승탁
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권5호
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    • pp.613-620
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    • 1985
  • 본 연구의 목적은 수평 Blasius유동의 열적 불안정성 문제에서 유동방향 좌표 에도 의존하는 교란양을 최초로 도입함으로써 보다 합리적인 안정성 해석을 수행하고 그 결과를 기존의 실험적 및 이론적인 자료들과 비교하며 이를 토대로 한 보다 실제적 인 열전달 상관관계를 얻고자 하는데 있다.

예선회가 존재하는 회전유동장의 불안정성 수치해석 (Numerical Instability Analysis of the Rotating Boundary-Layer flow Including Pre-Swirl)

  • 황영규;이윤용;이광원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권4호
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    • pp.415-423
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    • 2003
  • The hydrodynamic instability of the three-dimensional boundary-layer over a rotating disk has been numerically investigated for these flows; Ro = -1, -0.5, and 0, using linear stability theory. Detailed numerical values of the disturbance wave number. wave frequency. azimuth angle. radius (Reynolds number, Re) and other characteristics have been calculated for the pre-swirl flows. On the basis of Ekman and Karman boundary layer theory, the instability of the pre-swirl flows have been investigated for the unstable criteria. The disturbance will be relatively fast amplified at small fe and within wide bands of wave number compared with previously known Karman boundary-layer results. The flow (Ro =-0.5) is found to be always stable for a disturbance whose dimensionless wave number is greater than 0.9. It has a larger range of unstable interval than Karman boundary layer and can be unstable at smaller Re.