• Title/Summary/Keyword: 층류박리

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COMPUTATION OF TRANSITION FLOW WITH LAMINAR SEPARATION BUBBLE OVER AN AIRFOIL (익형의 층류박리를 동반한 천이 유동 해석)

  • Jeon, S.E.;Park, S.H.;Kim, S.H.;Byun, Y.H.;Lee, J.W.;Jung, K.J.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.60-64
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    • 2009
  • Laminar separation bubble and transitional flow over an airfoil are investigated at a moderate range of Reynolds numbers. In this research, a Reynolds-Averaged Navier-Stokes code is coupled with an empirical transition model that can predict transition onset points and the length of transition region. Without solving the boundary layer equations, approximated e-N method is directly applied to the RANS code and iteratively solved together. The computational results are compared with the experimental data for NACA0012 airfoil. Results of transition onset point and length are compared well with experimental and XFOIL prediction. In high angle of attack the present RANS results show better agreement than XFOIL results using the boundary layer equations.

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Numerical Computation of Laminar Flow over a Backward Facing Step (Beckward Facing Step의 층류 유동 수치계산)

  • Van, Suck-Ho
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.7 no.2
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    • pp.150-161
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    • 1993
  • 원초변수를 이용한 Navier-Stokes 방정식의 수치계산기법을 개발하고, 이를 응용하여 backward facing step의 층류 유동을 계산하였다. 직교좌표계에서의 비압축성 Navier-Stokes방정식을 풀기위해 시간과 공간항을 2차 정도의 유한 차분을 사용하여 이산화하였고 비교차격자계를 사용하여 양해법으로 수치 계산하였다. 운동량방정식과 연속방정식으로 부터 유도된 압력방정식(pressure-poisson equation)을 이용하여 무발산 조건을 만족시켰ㄲ다. Backward facing step의 층류 유동을 100.$\leq$R$_e$$\leq$1000 범위에 대해서 수치 계산하였으며 실험결과와 잘 일치하는 결과를 구할 수 있었다. 특히 step뒤에서 생기는 박리구간의 길이는 다른 계산결과들보다 실험치에 가까운 값을 얻을 수 있었으며, Re가 600보다 클때는 위쪽 벽에 또 다른 박리 유동이 발생되는 현상이 예측되었다.

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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.

A Computational Study on Vortex Shedding around a Hydrofoil (날개 주위의 비정상 박리 현상에 관한 연구)

  • Wu-Joan Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.32 no.3
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    • pp.51-61
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    • 1995
  • A numerical method was developed to solve the Navies-Stokes equations for unsteady laminar flow around a hydrofoil. The present method used the finite-difference scheme in the collocated grid system and the pressure-Poisson method was employed to obtain divergence-free velocity field each time step. The numerical method was applied at first to laminar flow around a circular cylinder to confirm capability of the code. In the next, calculations were carried out for a hydrofoil in an unbounded fluid at the Reynolds number of $10^4$ in order to investigate unsteady phenomena with vortex shedding. The calculate results showed reasonable features about laminar vortex shedding around a streamlined body.

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The effect of incident angle on flow around a square cylinder (박리점 변동에 따른 사각 실린더 주위 유동 해석)

  • Won, Seong-Jin;Lee, Chang-Hun;Choe, Jeong-Il
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2013.04a
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    • pp.431-436
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    • 2013
  • 본 연구에서는 정사각형으로 모델링 된 실린더 주위에 균일한 유동이 흐를 때, 나타나는 이차원 층류 유동을 분석하였다. EDISON_CFD를 이용하여 각도의 변화에 따른 사각 실린더의 박리점에 의한 주위 유동 현상을 해석하였다. 격자 분해능과 시간 간격에 따른 정확성을 분석하였다. 각도의 변화에 따른 정사각 실린더의 양력계수와 항력계수를 확인하였다. 또한 한 주기의 자료값을 평균한 유동에서 박리점의 위치 변화와 주 와흘림의 길이를 분석하였다.

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층류 박리된 관유동에 관한 실험적 연구

  • 이상준
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.4
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    • pp.937-944
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    • 1990
  • 본 연구에서는 파이프내에 부분 오리피스판을 장착하여 이 장애벽 전후에서 발생하는 유동현상을 박리 전단층의 유동구조와 재부착 경계층을 중심으로 실험적으로 연구하였다. 측정방법으로 유동의 속도장변화를 구하기 위하여 NMR 위상 영상법을 사용하였고, 과망간산칼륨을 염료로 가시화 실험을 수행하여 그 결과를 비교 검토하였 다.

Analysis of the Transitional Separation Bubble Using Partially Parabolized Navier-Stokes Equations (천이 박리기포의 포물형 방정식을 이용한 수치적 해석)

  • 강동진;최도형
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.1257-1268
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    • 1989
  • 본 연구에서는 이에 천이와 난류모델을 첨가하여 층류 경계층이 천이를 거쳐 난류 경계층으로 발달해가는 전과정을 해석하려고 한다. 또, 이러한 부분 면파의 특성을 needle contact법에 의하여 측정 포물형이나 완전 Navier-Stokes 방정식을 사용함에 있어서 표면곡률항의 중요성을 보이며, 익형의 선단등 표면곡률이 중요한 영역에서도 적용가능한 수치적 방법을 제시한다.

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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Aeroacoustic Noise Generation in Unsteady Laminar Boundary-layer Separation (비정상 층류 경계층 박리에 의한 유동 소음)

  • Choi, Hyo-Won;Moon, Young-J.
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.11b
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    • pp.300-305
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    • 2001
  • The unsteady flow structure and the related noise generation, which are caused by the separation of a two-dimensional, incompressible, laminar boundary-layer on the flat plate under the influence of local adverse pressure gradient, are numerically examined. The characteristic lines of the wall pressure are examined to understand the unsteady behavior of vortex shedding near the reattachment point of the separation bubble. Also, the generation and propagation of the vortex-induced noise in the separated boundary-layer are calculated by the method of computational aero-acoustics (CAA), and the effects of Reynolds number, Mach number and the strength of the adverse pressure gradient on the unsteady flow and noise characteristics are examined.

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A Study on Separation Control by Local Suction in Front of a Hemisphere in Laminar Flow (층류경계층 내 반구 전방의 국부적인 흡입에 의한 표면 박리 제어)

  • Kang, Yong-Duck;An, Nam-Hyun
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.24 no.1
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    • pp.92-100
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    • 2018
  • Vortical systems are considered a main feature to sustain turbulence in a boundary layer through interaction. Such turbulent structures result in frictional drag and erosion or vibration in engineering applications. Research for controlling turbulent flow has been actively carried out, but in order to show the effect of vortices in a turbulent boundary layer, it is necessary to clarify the mechanism by which turbulent energy is transferred. For this purpose, it is convenient to demonstrate and capture phenomena in a laminar boundary layer. Therefore, in this study, the interactions of disturbed flow around a hemisphere on a flat plate in laminar flow were analyzed. In other words, a street of hairpin vortices was generated following a wake region formed after flow separation occurred over a hemisphere. Necklace vortices surrounding the hemisphere also appeared due to a strong adverse pressure gradient that brought high momentum fluid into the wake region thereby leading to an increase in the frequency of hairpin vortices. To mitigate the effect of these necklace vortices, local suction control was applied through a hole in front of the hemisphere. Flow visualization was recorded to qualitatively determine flow modifications, and hot-film measurements quantitatively supported conclusions on how much the power of the hairpin vortices was reduced by local wall suction.