• Title/Summary/Keyword: 초음속 난류유동

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EDISON_CFD를 이용한 초음속 이중압축램프에서 난류 모델에 따른 유동현상 비교

  • Sin, Ho-Cheol
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2015.03a
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    • pp.585-589
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    • 2015
  • 본 연구에서는 이중압축램프의 초음속 유동에서 발생하는 충격파 경계층 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이중압축램프에선 역압력 구배로 인하여 경계층이 박리가 일어나게 되고 박리된 경계층이 다시 이중압축램프에 부착되어 생겨난 박리영역을 관찰할 수 있다. 박리영역의 앞뒤로 유동의 방향이 바뀌게 되면서 압축 팬(compression fan)과 재부착 팬(reattachment fan)이 충격파를 발생시키고 이중압축램프전방의 충격파와 만나서 복잡한 유동 구조를 가지게 됨을 확인하였다. 이와 같은 층류에서 난류, 박리와 재부착의 영역에서의 해석하기 위해선 해석자의 난류모델이 중요하다. $15^{\circ}-30^{\circ}$, $15^{\circ}-45^{\circ}$의 두 종류의 이중압축램프를 $k-{\omega}$ SST 난류 모델과 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델로 계산을 EDISON_CFD로 수행하였다. 난류 모델의 차이를 표면마찰계수, 압력계수, 마하수로 비교하여 차이점을 분석하였다.

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Hybrid RANS/LES simulation of Base-Bleed in Supersonic Flows (초음속 유동장에서 기저 분출 유동의 대와류 난류 모사)

  • Shin, Jae-Ryul;Won, Su-Hee;Choi, Jeong-Yeol
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.332-335
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    • 2008
  • The purpose of this study is analysis of flow field where is around of injector of supersonic combustor which is bluff-body stabilized flame and hyper-mixer type of supersonic combustor injector by using hydrogen or hydrocarbon fuel. Various schemes are evaluated to supersonic backward step flow filed with massive separation region in validation step. Compounded scheme of 5th-order TVD-MUSCL, Roe FDS, S-A DES/DDES has a good performance in base and base-bleed flow.

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Turbulent Combustion Dynamics of Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using DES (DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 난류 연소 해석)

  • Won, Su-Hee;Jeung, In-Seuck;Choi, Jeong-Yeol
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.334-337
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    • 2008
  • Three-dimensional unsteady reacting flowfield generated by transverse hydrogen injection into a supersonic mainstream are numerically investigated using DES and finite-rate chemistry model. Comparisons are made with experimental results to investigate the turbulent reacting flow physics. The numerical OH distribution describes well the experimental OH-PLIF result, while the numerical ignition delay time shows some disparity due to the restricted available experimental data.

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A Fundamental Study of the Supersonic Microjet Flow (초음속 마이크로 제트 유동에 관한 기초적 연구)

  • 정미선;김현섭;김희동;박종호
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.6 no.1
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    • pp.63-70
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    • 2002
  • Computational modeling and simulation can provide an effective predictive capability for the major features of the supersonic microjets. In the present study, computations using the axisymmetic, compressible, Navier-Stokes equations are applied to understand the supersonic microjet flow physics. The pressure ratio of the microjets is changed between 0.2 and 1.25 to obtain both the under- and over-expanded flows at the exit of the micronozzle. and Reynolds number Re is changed between 600 to 40000. For both laminar and turbulent microjet flows, sonic and supersonic microjets are simulated and compared with some experimental results available. Based on computational results, two microjets are discussed in terms of total pressure, jet decay and supersonic core length.

Assessment of Turbulence Models with Compressibility Correction for Large Flow Separation in a Supersonic Convergent-Divergent Rectangular Nozzle (강한 박리 유동을 동반한 초음속 수축-확장 사각 노즐 유동에 적합한 난류 모델과 압축성 보정 모델의 평가)

  • Lee, Juyong;Shin, Junsu;Sung, Hong-Gye
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.12 no.5
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    • pp.40-47
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    • 2018
  • The objective of this study is to investigate the turbulence models with compressibility correction for large separation-flow in a supersonic convergent-divergent rectangular nozzle. As turbulence models, Yang and Shih's Low-Re $k-{\varepsilon}$ model, Mener's $k-{\omega}$ SST model and Wilcox's $k-{\omega}$model were evaluated. In order to get a significant compressible effects, Sarkar and Wilcox compressibility correction models were applied to the turbulence models respectively. Also, the simulation results were compared with experimental data. The turbulence model with compressibility correction model improves both of shock position and pressure recovery, but deteriorates the length of Mach disk.

Assessment and Validation of Turbulence Models for the Optimal Computation of Supersonic Nozzle Flow (초음속 노즐 유동의 최적해석을 위한 난류모델의 평가와 선정)

  • Kam, Ho Dong;Kim, Jeong Soo
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.17 no.1
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    • pp.18-25
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    • 2013
  • Assessment and validation of RANS turbulence models are conducted for the optimal analysis of supersonic converging-diverging nozzle through the comparison between computational results and experimental data. One/two equation turbulence closures such as Spalart-Allmaras, RNG k-${\varepsilon}$, and k-${\omega}$ SST are employed to simulate the two-dimensional nozzle flow. Computational results with the turbulence models mentioned fairly well predict shock structure of the nozzle-inside and pressure distribution along the wall. Especially, SST model among the employed ones shows the best agreement to experimental results.

Time Evolution Characteristics of Transverse Injection into a Supersonic Crossflow (초음속 유동내 수직분사 유동의 시간 전개에 따른 특성)

  • Won, Su-Hee;Moon, Seong-Young;Jeung, In-Seuck;Choi, Jeong-Yeol
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.343-346
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    • 2008
  • Unsteady 3D flowfields generated by transverse fuel injection into a supersonic mainstream are simulated with a DES turbulence model. Comparisons are made with experimental results in term of the temporal eddy position and eddy formation frequency. Results indicate that the DES model correctly predicts the convection characteristics of the large scale eddies. However, it is also observed that the numerical results slightly overpredict the eddy formation frequency.

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Numerical Study of Unsteady Supersonic Flow Behind a Rearward-Facing Step with Slot Injection (측면제트분사가 있는 후향계단 후류의 비정상초음속유동에 대한 수치적 연구)

  • Kim,Jong-Rok;Kim,Jae-Su
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.1
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    • pp.97-103
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    • 2003
  • Numerical research has been done for the transverse jet behind a rearward-facings step in turbulent supersonic flow without chemical reaction. Purpose of transverse jet is to enhance mixing of the fuel in the combustor. Two-dimensional unsteady flowfields generated by slot injection into supersonic flow are numerically simulated with the Navier-Stokes equations with two-equation k-$\varepsilon$ turbulence model. Numerical method is used high-order upwind TVD scheme. Eight cases are computed for different slot momentum flux ratios and slot position at downstream of the step. The flow is very similar to the cavity flow, because the jet acts as an obstacle. The numerical results thus show the periodic phenomenon.

실린더 후부 유동장 모사를 위한 난류 모형 비교

  • 김성훈;정명균
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.38-38
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    • 1998
  • 원기둥을 지나는 초음속 유동장은 재순환, 재접합, 유동 박리, 팽창파동이 발생하는 복잡한 유동장이며, 비행체의 성능개선을 위해서 이해되어야 한다. 난류 에너지를 지배하는 방정식에는 압축성 유동장의 경우 압력 팽창항, 팽창 소산항, Favre 속도에 의한 영향 등의 수정항이 첨가되어야 한다는 연구 결과가 나오고 있다 본 연구에서는 밀도변화에 따른 영향이 적은 것으로 알려진 k-$\omega$ 보형에 압축성에 대한 수정항을 첨가하여 유동장을 모사하여 비교하였다. 수정항의 첨가로 인하여 나온 결과를 얻을 것으로 예측되었으나 k-$\omega$ 모형에 수정을 가한 경우 수정하지 않을 경우에 비해 좋지 않은 예측을 하는 결과가 나왔다. 이는 압축성 난류 유동을 위한 수정항의 사용이 기지부 근처의 유동을 모사하기에는 부적합함을 보이며, 압축성 난류 유동에 대해서 보다 근본적인 이해가 필요함을 보여주고 있다

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이중 슬롯을 이용한 충격파/난류 경계층 간섭현상의 피동제어

  • 구병수;김현섭;김희동
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.36-36
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    • 2000
  • 천음속 또는 초음속 유동이 유동장의 하류에서 부여되는 압력조건에 의하여 감속되는 경우나, 유동방향의 갑작스런 변화를 요구하는 물체 혹은 벽면이 존재하는 경우에 발생한 충격파는 벽면을 따라 발생하는 층류 혹은 난류 경계층과 복잡한 상호간섭 (interaction)을 일으켜 충격파에 의한 박리 발생, 충격파 하류에 새로운 충격파 발생, 충격파가 큰 진폭으로 진동하게 되는 현상 등을 발생시킨다. 이러한 간섭현상은 고속유동이 통과하는 유체요소나 유체기기의 성능을 좌우하는 매우 중요한 유동현상으로, 유체기계의 설계 시 사전에 고려되어야 할 중요한 공학적 문제이다.(중략)

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