• 제목/요약/키워드: Boundary Layer Interactions

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종방향 와동과 난류경계층의 상호작용에 관한 수치해석 (Numerical Simulation on Interactions of Longitudinal Vortices in a Turbulent Boundary Layer)

  • 양장식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제29권6호
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    • pp.637-644
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    • 2005
  • This paper describes the numerical simulation of the interaction between longitudinal vortices ("common flow up") and a 3-D turbulent boundary layer over a flat plate To analyze the common flow up Produced from vortex generators. the flow field behind the vortex generators Is modeled by the information that is available from studies on a half-delta winglet. Also. the Reynolds-averaged Navier-Stokes equation for three-dimensional turbulent flows. together with a two-layer turbulence model to resolve the near-wall flow, is solved by the method of AF-ADI. The computational results predict that the boundary layer is thinned in the regions where the secondary flow is directed toward the wall and thickened where it is directed away from the wall Also. the numerical results. such as Reynolds stresses. turbulent kinetic energy and skin friction characteristics generated from the vortex generators . are reasonably close to the experimental data.

Flow interference between two tripped cylinders

  • Alam, Md. Mahbub;Kim, Sangil;Maiti, Dilip Kumar
    • Wind and Structures
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    • 제23권2호
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    • pp.109-125
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    • 2016
  • Flow interference is investigated between two tripped cylinders of identical diameter D at stagger angle ${\alpha}=0^{\circ}{\sim}180^{\circ}$ and gap spacing ratio $P^*$ (= P/D) = 0.1 ~ 5, where ${\alpha}$ is the angle between the freestream velocity and the line connecting the cylinder centers, and P is the gap width between the cylinders. Two tripwires, each of diameter 0.1D, were attached on each cylinder at azimuthal angle ${\beta}={\pm}30^{\circ}$, respectively. Time-mean drag coefficient ($C_D$) and fluctuating drag ($C_{Df}$) and lift ($C_{Lf}$) coefficients on the two tripped cylinders were measured and compared with those on plain cylinders. We also conducted surface pressure measurements to assimilate the fluid dynamics around the cylinders. $C_D$, $C_{Df}$ and $C_{Lf}$ all for the plain cylinders are strong function of ${\alpha}$ and $P^*$ due to strong mutual interference between the cylinders, connected to six interactions (Alam and Meyer 2011), namely boundary layer and cylinder, shear-layer/wake and cylinder, shear layer and shear layer, vortex and cylinder, vortex and shear layer, and vortex and vortex interactions. $C_D$, $C_{Df}$ and $C_{Lf}$ are very large for vortex and cylinder, vortex and shear layer, and vortex and vortex interactions, i.e., the interactions where vortex is involved. On the other hand, the interference as well as the strong interactions involving vortices is suppressed for the tripped cylinders, resulting in insignificant variations in $C_D$, $C_{Df}$ and $C_{Lf}$ with ${\alpha}$ and $P^*$. In most of the (${\alpha}$, $P^*$ ) region, the suppressions in $C_D$, $C_{Df}$ and $C_{Lf}$ are about 58%, 65% and 85%, respectively, with maximum suppressions 60%, 80% and 90%.

화학반응이 있는 난류경계층과 충격파의 상호작용에 대한수치해석 (Numerical Simulation of Chemically Reacting Shock Wave-Turbulent Boundary Layer Interactions)

  • 문수연;이충원;손창현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권3호
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    • pp.375-383
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    • 2002
  • The flowfield of transverse jet in a supersonic air stream subjected to shock wave turbulent boundary layer interactions is simulated numerically by Generalized Taylor Galerkin(GTG) finite element methods. Effects of turbulence are taken into account with a two-equation (k-$\varepsilon$) model with a compressibility correction. Injection pressures and slot widths are varied in the present study. Pressure, separation extents, and penetration heights are compared with experimental data. Favorable comparisons with experimental measurements are demonstrated.

튜브 내 고압 수소의 파열막 형상에 따른 자발 점화 현상에 대한 수치해석 (Numerical Investigation on the Self-Ignition of High-pressure Hydrogen in a Tube Influenced by Burst Diaphragm Shape)

  • 이형진;김성돈;김세환;정인석
    • 한국연소학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.31-37
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    • 2013
  • Numerical simulations are conducted to investigate the feature of spontaneous ignition of hydrogen within a certain length of downstream tube released by the failure of pressure boundaries of various geometric assumption. The results show that the ignition feature can be varied with the shape of pressure boundary. The ignition at the contact region are developed at the spherical pressure boundaries due to multi-dimensional shock interactions, whereas the local ignition is developed in limited area such as boundary layer at the planar pressure boundary conditions. The spontaneous ignition inside the tube can be generated from the reaction region of only boundary layer regardless of existence of the reaction of core region.

슬롯방향 변화에 따른 충격파 간섭유동 특성변화에 관한 연구 (Variation of the Characteristics of Shock-Interaction Flows for Different Slot-Directions)

  • 장성하;이용희;이열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.306-309
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    • 2006
  • 슬롯을 이용한 충격파와 난류 경계층의 간섭유동의 피동제어에 관한 연구가 이루어졌다. 슬롯의 다양한 형상 변화가 간섭유동에 미치는 영향이 관찰되었으며, 이를 위하여 간섭유동 후방에서 피토/벽압력 분포 및 쉴리렌, 오일막 간섭 줄무늬 형상과 같은 유동가시화 정보 등이 얻어졌다. 특정한 슬롯적용의 경우, 충격파를 통한 전압손실의 감소가 관찰되었으나 경계층의 두께는 두꺼워지는 것으로 나타났다.

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경사충격파 간섭유동의 피동제어에 관한 수치해석적 연구 (Computational Study of the Passive Control of the Oblique-Shock-Interaction Flows)

  • 장성하;이열;이용희
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.327-330
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    • 2006
  • 공동부 위에 설치된 슬롯판을 이용한 경사충격파와 난류 경계층의 간섭유동의 피동제어에 관한 수치적 연구가 수행되었다. 얻어진 수치결과는 피토압력/벽압력 분포와 쉴리렌 유동가시화 등 동일한 경계조건에서 수행된 실험결과와 비교되었으며, 두 결과가 서로 잘 일치하고 있음이 확인되었다. 또한 슬롯의 위치와 개수, 슬롯의 각도 등 슬롯판의 다양한 형상변화가 간섭유동에 미치는 영향이 추가로 관찰되었다. 이러한 슬롯의 형상변화가 간섭유동에 미치는 영향을 정량적으로 파악하기 위하여, 간섭유동 후방의 피토압력 및 전압 변화, 경계층 특성변화, 그리고 슬롯판을 통하여 공동부 내부로 유출입하는 질량유량의 변화 등이 관찰되었다.

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수직충격파와 난류경계층의 간섭유동의 피동제어에 관한 수치 해석 (Computations on Passive Control of Normal Shock-Wave/Turbulent Boundary-Layer Interactions)

  • 구병수;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.25-32
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    • 2001
  • 본 연구에서는 2차원 압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여, 약한 수직충격파와 난류 경계층의 간섭현상에 대한 피동제어 유동장을 수치계산법으로 조사하였다. 벽 내부에 공동을 가지는 다공벽을 사용하여 충격파와 난류경계층간 상호간섭을 제어하였다. 본 연구로부터 $\lambda$형 충격파의 하류쪽 가지를 중심으로 하여, 그 하류에서는 주유동이 공동내부로 또 그 상류에서는 공동내부로부터 주유동쪽으로 피이드백되는 유동을 관찰하였으며, 다공벽의 구멍을 통하는 유동은 초크하지 않는다는 것을 알았다.

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경사충격파 박리유동 제어를 위한 초음속 진동제트 분출위치의 영향성 연구 (A Study of the Influence of the Injection Location of Supersonic Sweeping Jet for the Control of Shock-Induced Separation)

  • 박상훈;이열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권11호
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    • pp.747-754
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    • 2022
  • 유체진동기에서 분출되는 초음속 진동제트를 이용하여 충격파에 의한 경계층 박리유동을 제어하는 실험적 연구가 이루어졌다. 유체진동기의 위치와 제어압력의 변화가 경사충격파에 의하여 발생되는 경계층 박리유동의 특성에 미치는 영향이 관찰되었고, 이를 위하여 고속 슐리렌, 표면유동가시화, 벽압력 측정, 그리고 정밀 피토관 측정 기법이 적용되었다. 본 연구의 초음속 진동제트의 박리유동 제어 특성은 공기제트 와류를 이용한 기존 제어기법과 정량적으로 비교 분석되었다.

미사일 동체에서 발생하는 Plume 간섭 효과와 제어 (Plume Interference Effect on a Missile Body and Its Control)

  • 임채민;;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1730-1735
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    • 2003
  • The plume-induced shock wave is a complex phenomenon, consisting of plume-induced boundary layer separation, separated shear layer, multiple shock waves, and their interactions. The knowledge base of plume interference effect on powered missiles and flight vehicles is not yet adequate to get an overall insight of the flow physics. Computational studies are performed to better understand the flow physics of the plume-induced shock and separation particularly at high plume to exit pressure ratio. Test model configurations are a simplified missile model and two rounded and porous afterbodies to simulate moderately and highly underexpanded exhaust plumes at the transonic/supersonic speeds. The result shows that the rounded afterbody and porous wall attached at the missile base can alleviate the plume-induced shock wave phenomenon, and improve the control of the missile body.

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