고받음각의 NACA23012익형에 대하여 synthetic jet을 이용하여 박리 제어를 수행하였다. 단일 synthetic jet을 이용하여 익형에 발생하는 앞전 박리를 효과적으로 지연시킬 수 있고, 또한 실속 특성을 개선 할 수 있음을 확인하였다. 그때 발생하는 비정상 유동 특성을 파악하였다. 또한, 현실적으로 구현 가능한 jet 속도를 얻기 위하여 multi-array synthetic jet의 특성을 파악하였다. 그리고, 단일 위치에 장착된 synthetic jet을 이용하여 박리를 제어 하였을 경우 익형 윗면에 발생하는 작은 와동을 제거하기 위하여, multi-location synthetic jet을 이용하였다. 작은 와동을 제거하고 안정적인 유동을 확보하기 위하여, 높은 진동수의 synthetic jet을 이용하여 국부적으로 효과적인 박리 제어를 통한 익형 주변의 유동의 전체적 특성을 안정화 시킬 수 있음을 확인하였다. Multi-location synthetic jet의 phase 변화를 이용하여 multi-array/multi-location synthetic jet의 성능 및 특성을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.
A sweeping jet actuator (SJA) is an instrument generating pulsing jets with no moving elements. Because of its simple design and high durability to shock and vibration, SJA has recently drawn increasing attention for the application to flow control such as aerodynamic control of a wing and thrust vectoring of a jet engine. However, experimental and numerical studies on SJA have been limited to internal flow structure of SJA. In this study, we investigated the flow structure and its variation in the outlet of SJA. We carried out the experiment to understand the flow structures using PIV (Particle Image Velocimetry). The flow structure varies with a degree of the outlet and volume flow rate. There is leaking process during half jetting cycle. The process of the main jet can occur because the jet moving time increased from one side to the other side.
An experimental study of compressible jet flows has been undertaken in a small transonic wind tunnel. The aim of this investigation was to realize a jet simulator in the framework of wing/nacelle integration research and to characterize the jet flow behavior. First, free jet configuration, and subsequently jet flow in co-flowing air stream configuration were analyzed. Flow conditions were those encountered in a typical flight condition of a generic transport aircraft, i.e. fully expanded sonic jet flows interacting with a compressible external flowfield. Conventional experimental techniques were used to investigate the jet flows-Schlieren visualization and two-component Laser Doppler Velocimetry (LDV). The mean and fluctuating properties were measured along the jet centerline and in the symmetric plane at various downstream locations. The results of two configurations show remarkable differences in the mean and fluctuating components and agree well with the trend observed by other investigators. Moreover, these experiments enrich the database for such flow conditions and verify the feasibility of its application in future aerodynamic research of wing/nacelle interactions.
In order to reduce the download around Smart UAV(SUAV) at hovering and transition mode, flow control using synthetic jet has been performed. Many of the complex tilt rotor flow features are captured including wing leading and trailing edge separation, and the large region of separated flow beneath the wing. First, in order to control the trailing edge separation, synthetic jet is located at 30, 95% of flap chord length. The flow control using synthetic jet on flap shows that stall characteristics depending on several mode can be improved through separation vortices resizing. Also, a flap jet and a 0.01c jet which control the separation efficiently are applied at the same time at each test case because controlling the leading edge separation is essential for download reduction. As a result, time averaged download is reduced about 18% comparing with no control case at hovering mode and 48% at transition mode. These research results show that if flow control using leading edge jet and trailing edge jet is used effectively to the SUAV in overall flight mode, flight performance and stability can be improved.
An experimental study of impinging jet-flow structure has been carried out for a fully developed single circular jet impingement cooling on a flat plate, and the effect of the wall thickness at nozzle exit edge is investigated. Impinging jet flow structures have been measured by Laser-Doppler Velocimeter to interpret the heat transfer results presented previously by Yoon et al.(sup)(10) The peaks of heat transfer rate are observed near the nozzle edge owing to the radial acceleration of jet flow when the nozzle locates close to the impingement plate. The growth of the velocity fluctuations in the wall jet flow is induced by the vortices which originate in the jet shear layer, and consequently the radial distribution of local Nusselt numbers has a secondary peak at the certain radial position. As a wall of circular pipe nozzle becomes thicker for small nozzle-to-target distance, the entrainment can be inhibited, consequently, the acceleration of wall jet flow is reduced and the heat transfer rate decreases.
The influence of the battle damage hole on the velocity and vorticity flow field have been studied by using particle image velocimetry. Time averaged velocity and vorticity vector fields in the vicinity of jet are presented. The perforated damage hole on a wing created from a hit by anti-air artillery was modeled as a 10% chord size hole which positioned at quarter chord. At low angles of attack, the vorticity in the forward side of the jet is cancelled due to mixing with the wing surface boundary layer. Stretching of vorticity in the backside of the jet generates a semi-cylindrical vortical layer that enclosing a domain with slow moving reverse flow. Conversely, at higher the angles of attack, the jet vorticity advected away from the wing surface and remains mostly confined to the jet. The mean flow behind the jet has a wake-like structure.
A numerical study for a two dimensional multi-jet with crossflow of the spent fluid has been carried out. Three different distributions of mass-flow rate at 5 jet exits were assumed to see their effects upon the flow characteristics, especially in the jet-flow region. For each distribution, various Reynolds numbers ranging from laminar to turbulent flows were considered. Results show that a fully developed laminar flow exists above a certain Reynolds number whose exact value depends upon the mass flow rate distribution. AS the Reynolds number increases, the flow becomes transitional from downstream and finally a fully developed turbulent flow forms in the jet-flow region. The critical Reynolds number where the fully developed turbulent flow forms is quite dependent upon the distribution of mass-flow rate. One interesting result is that the distribution of the skin friction coefficient along the inpingement plate in the jet-flow region shows a consistent dependency on the Reynolds number, i.e. inversely proportional to the square root of the Reynolds number, regardless of flow regime.
Numerical analysis of two dimensional incompressible laminar free jet flow was carried out by using finite difference SMAC scheme. Flow characteristics of free jet flow such as jet width, similarity of jet velocity and hypothetical origin were investigated for different Reynolds numbers of Re=30 and 100. The reliability of predictions were confirmed by comparison with exact solution. Non-dimensional velocity distribution showed similarity of jet flow velocity after initial region. In the region of laminar flow, the location of hypothetical origin becomes more distant with Reynolds number.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권6호
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pp.1308-1316
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2001
This paper described a numerical investigation performed to understand better the effects of flow parameters in an entrained flow combustor on the flow characteristics. The computational model was based on the gas phase Eulerian equations of mass, momentum and energy. The code was formulated with RNG $k-\varepsilon$ model for turbulent flow. The calculation parameters were the ratio of primary and secondary jet velocity and the height difference between primary and secondary jet As the secondary jet velocity increased, the upper recirculation 3one of the primary jet was strengthened. It was found that as the primary jet velocity increased, there was a critical jet Velocity at which the size of upper and lower recirculation zone was reversed.
Flow control has been performed using synthetic jet on NACA23012. In order to improve aerodynamic performance, synthetic jet is located near separation paint on airfoil with leading edge droop and plain flap. The flow control using synthetic jet shows that stall characteristics and control surface performance can be improved through resizing separation vortices. Stall is delayed and stall characteristics are improved when synthetic jet is applied from separation region of leading edge droop. Control surface effectiveness is increased and lift is increased when synthetic jet applied at the flap leading edge region. The results show that aerodynamic characteristics can be improved through leading edge droop with synthetic jet at near separation and plain flap with synthetic jet at the flap leading edge. The combination of synthetic jet and simple high lift device is as good as fowler flap system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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