이상의 결과를 정리하면 다음과 같이 요약할 수 있다. (1)Karman의 적분 방정식에 미소 거칠기 영향을 고려함으로서 디퓨져 닥트 표면의 경계층 계산에 응용한 결과 모멘트 적분법 및 실험치와의 비교에서 개선된 결과임이 확인되었다. (2) 국소 거칠기의 효과를 주는 방법으로는 Cole의 벽 및 와 법칙에 Clauser의 거칠기 함수와, 압력 기울기를 고려한 부가 형상계수 값으로 적분 방정식에 응용할 수 있다. (3) 국소 거칠기 분포에 의하여 경계층 특성을 교란시켜 표면 마찰력 계수를 줄일 수 있어 마찰력 손실을 줄일 수 있는 방안이 제시되었다.
Direct numerical simulations were performed to analyze the effects of time-periodical blowing through a spanwise slot on a turbulent boundary layer. The blowing velocity was varied in a cyclic manner from 0 to 2A$^{+}$(A$^{+}$ =0.25, 0.50 and 1.00) at a fixed blowing frequency of f$^{+}$=0.017. The effect of steady blowing (SB) was also examined, and the SB results were compared with those for periodic blowing (PB). PB reduced the skin friction near the slot, although to a slightly lesser extent than SB. PB was found to generate a spanwise vortical structure in the downstream of the slot. This vortex generates a reverse flow near the wall, thereby reducing the wall shear stress. The wall-normal and spanwise turbulence intensities under PB are increased as compared to those under SB, whereas the streamwise turbulent intensity under PB is weaker than that under SB. PB enhances more energy redistribution than SB. The periodic response of the streamwise turbulence intensity to PB is propagated to a lesser extent than that of the other components of the turbulence intensities and the Reynolds shear stress.
In the present study, flow characteristics of turbulent pulsating flow in a square-sectional 180$^{\circ}$curved duct were experimentally investigated. The experimental study for air flows in a curved duct are carried out to measure axial velocity profiles, wall shear stress distributions and entrance length in a square-sectional 180$^{\circ}$curved duct by using the Laser Doppler Velocimeter(LDV) system and the data acquisition. Velocity profiles are obtained using the Rotating Machinery Resolver(RMR)and PHASE software in case of turbulent pulsating flow. Finally, it was plotted by the ORIGIN software. The experiment was conducted in seven sections from the inlet (ø = 0$^{\circ}$) to the outlet (ø=l80$^{\circ}$) at 3 0$^{\circ}$intervals of the duct.
Swirl flow in the gun type burner has a decisive effect on the stabilization of the flame, improvement of the combustion efficiency, and also a reduction of NOx. This swirl flow is created by the spinner which is inside the airtube that guide the combustion air. Gun type burner has generally the inner devices composed nozzle adapter, spark gap ignitor, and spinner. These inner components change the air flow behavior passing through air tube. Meanwhile, turbulent characteristics of this air flow are important to understand the combustion phenomena in the gun type burner, because the mixture of fuel and air are depended on. However, nearly all of the studies have been analyzed the turbulent flow of simplified combustion formation without the inner devices. So, this study conducted the measurement using by hot-wire anemometer and analyzed turbulent flow characteristics of the swirl flow discharged from the air tube with inner devices. Turbulence characteristics come up in this study were turbulence intensity, kinetic energy and shear stress of the air flow with the change of the distance of axial direction from the exit of the air tube.
본 연구에서는 직선 개수로 내에 설치된 수제 모형 주위에서 발생하는 난류 흐름의 특성을 알아보기 위하여 수리모형실험을 수행하였다. 실험은 Froude 수가 0.100과 0.185인 두 가지 흐름 조건에서 이루어졌다. 시간평균유속과 난류 응력을 구하기 위하여 초음파 유속계를 이용하여 3차원 순간 유속을 측정하였다. 실험 결과, 수제 하류에서 난류 응력이 큰 재순환 영역이 존재하는 것으로 확인하였다. Froude 수가 큰 경우와 작은 경우의 전반적인 평균 유속 분포는 유사하게 나타났으나, 최대 무차원 난류 응력과 최대 무차원 바닥 전단응력은 Froude 수가 증가할수록 차이를 보였다.
The turbulent shear flow around a surface-mounted vertical fence was investigated using the two-frame PTV system. The Reynolds number based on the fence height(H) was 2950. From this study, it is revealed that at least 400 instantaneous velocity field data are required for ensemble average to get reliable turbulence statistics, but only 100 field data are sufficient for the time-averaged mean velocity information. Various turbulence statistics such as turbulent intensities, turbulence kinetic energy and Reynolds shear stress were calculated from 700 instantaneous velocity vector fields. The fence flow has an unsteady recirculation region behind the fence, followed by a slow relaxation to the flat-plate boundary layer flow. The time-averaged reattachment length estimated from the streamline distribution is about 11.2H. There exists a region of negative Reynolds shear stress near the fence top due to the highly convex (stabilizing) streamline-curvature of the upstream flow. The large eddy structure in the separated shear layer seems to have significant influence on the development of the separated shear layer and the reattachment process.
전난류에서 파와 해류가 합성하였을 때 발생하는 해저면 마찰력을 계산하는 방법을 고찰하였다. 전난류에서 일방향 흐름에 의한 마찰력의 산정방법으로 절점조정법을 제시하였으며, Bijker의 관측자료와 비교하여 절점조정치를 산정하였다. 파와 해류의 합성류에 의한 마찰력 계산방법으로 수정된 Bkjker 모형(BYO Model)과 수정된 Fredsoe 모형(FY Model)을 Bijker의 관측자료에 적용하였으며, BYO 모형에서 최대마찰력을 산정하는데 있어 새로운 개선책을 제시하였다.
Free jet was investigated experimentally and numerically in range of Reynolds number from 9900 to 21000. The working fluid was air; the mean velocity components and turbulent quantities were measured by a hot-wire anemometer. In numerical computations, the governing partial differential equations of elliptic type were solved with conventional k- ${\epsilon}$ turbulence model. The measurements show that the jet increased linearly in flow direction, and that similarity for each turbulent quantity such as Reynolds shear stress, or turbulent kinetic energy was revealed in the fully developed region. The computational results show good agreements with experiments.
Numerical analysis of turbulent flow in three-dimensional channel with V-shaped ribs extruded on both walls has been carried out. Reynolds-averaged Navier-Stokes are calculated for analysis of fluid flow and heat transfer. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence closure. Computational results for heat transfer rate show good agreements with experimental data.
많은 장점에도 불구하고 유동함수를 이용한 수치해석용 격자생성 좌표변환기법의 단점은 저속영역에서의 격자간격이 고속영역에 비해 상대적으로 큼에 따라 수치적 처리에 많은 오차를 내포하고 있다는 점이다. 본 연구에서는 이러한 저속영역에서의 단점을 보완하기 위하여 격자간격을 속도크기 및 영역에 따라 적절히 조절할 수 있도록 수학적으로 변형된 압축성 유동함수를 이용한 좌표변환기법을 제안하고 가스터빈엔진에 주로 적용되는 유동모델로서 동심원상 두개 이상의 난류제트혼합유동에 대해 적용하였으며 해당 실험치, 즉 축 방향 평균속도분포, 난류운동에너지, 그리고 난류전단응력분포와 비교하여 난류운동에너지가 약간 과소평가 된 대칭축을 제외한 혼합경계층 내에서 $3.5\%$ 이내의 신뢰성을 확보하였다. 본 기법은 특히 터보팬엔진에 대한 내부흐름들의 혼합유동을 규명하거나 또는 난류전단응력에 의한 제트소음발생 및 저감방법을 도모하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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