스월 연소기의 비반응 난류 유동특성을 파악하기 위하여 3차원 Large Eddy Simulation(LES)을 수행하였다. 연소기는 GEAE LM6000 연소기를 이용하였으며, 실제 실험 결과에 따른 인젝터 유입 형상을 적용하였다. 주 흐름 부분에서 강한 vortex breakdown, 중심 재순환영역, 모서리 재순환영역, 축방향으로 전진하는 스월링 형상, 주기적으로 나타나는 난류 구조를 관찰하였다. 계산된 결과는 실제 실험결과와 선행연구자들의 LES 계산결과와 비교하여 잘 맞음을 확인하였다.
Unsteady behavior of the early wake in the viscous flow field past an impulsively started semicircular cylinder is studied numerically. In this paper, we propose the hybrid diffusion scheme to simulate dynamic characteristics of wake such as a fishtail-like flapping and an alternate vortex-shedding more accurately. This diffusion scheme based on particle strength exchange is mixed with the stochastic nature of random walk method. Also, the viscous splitting algorithm which calculates convective and diffusion terms successively is applied in order to handle random walk method effectively. Consequently, the early behavior of wake due to the breakdown of symmetrical vortici balance is more practically simulated with the vortex particle method.
An experimental investigation was conducted on the interaction of vortices over a delta wing with the leading edge extension for three angles of attack($16^{\circ},\; 24^{\circ} \;and\; 28^{\circ}$) at Reynolds number of $1.76{\times}10^6.$ The experimental data included total pressure contours and velocity vectors using 5-hole probe measurements. Constant total pressure coefficient contours show the LEX vortex moves downward and outboard, while the wing vortex exhibited an inboard and upward migration. At near the trailing edge, these vortices reveal a direct interaction between the wing and LEX vortex, featuring a coiling of vortex cores about each other. The combined effect of the interaction of these two vortices and proximity to the wing surface results in the increase of the suction peak. This is in contrast to the result obtained on the delta wing alone configuration, where the effect of the vortex breakdown was manifested. The interaction of the wing and LEX vortices is more pronounced at higher AOA.
고체로켓에서 발생하는 vortex shedding 현상 중 인히비터로 인해 발생하는 연소실내 와류(vortex)의 특성을 조사하기 위해 Large Eddy Simulation을 수행하였다. 해석의 결과는 기존 연구자들의 결과와 잘 일치하며 정략적 및 정성적 분석을 수행하였다. 인히비터 후방에서 발생하는 vortex는 Flow-acoustic coupling 에 의해 주기적으로 반복되며 생성, 소멸이 이루어지는 것을 확인 할 수 있었으며, 발생 주기는 연소실내 mode 2의 주파수와 일치하는 것을 확인하였다. 3차원 해석결과 인히비터 후방에서 Roll 발생은 비균일한 노즐 유동을 발생시킨다.
Highly sweep leading edge extensions(LEX) applied to delta wings have greatly improved the subsonic maneuverability of contemporary fighters. In this study, systematic approach by PIV experimental method within a circulating water channel was adopted to study the fundamental characteristics of induced vortex generation, development and its breakdown appearing on a delta wing model with or without LEX in terms of four angles of attack($15^{\circ},\;20^{\circ},\;25^{\circ},\;30^{\circ}$) and six measuring sections of chord length($30{\%},\;40{\%},\;50{\%},\;60{\%},\;70{\%},\;80{\%}$). Sideslip effect in case of the LEX was also studied for two sideslip(yaw) angles($5^{\circ},\;10^{\circ}$) at one angle of attack(20). Distribution of time-averaged velocity vectors and vorticity over the delta wing model were compared along the chord length direction. Quantitative comparison of the maximum vorticity featuring the induced pressure distribution were also conducted to clarify the significance of the LEX existence. Animation presentation in velocity distribution was also implemented to reveal the effect of LEX with wing vortex interaction.
Highly swept leading edge extension(LEX) applied to delta wings has greatly improved the subsonic maneuverability of contemporary fighters. In this study, systematic approach by PIV experimental method within a circulating water channel was adopted to study the fundamental characteristics of induced vortex generation, development and its breakdown appearing on a delta wing model with or without LEX in terms of four angles of attack$(15^{\circ},\;20^{\circ},\;25^{\circ},\;30^{\circ})$ and six measuring sections$(30\%,\;40\%,\;50\%,\;60\%,\;70\%,\;80\%)$ of chord length. Distributions of time-averaged velocity vectors and vorticities over the delta wing model were compared along the chord length direction. High-speed CCD camera which made it possible to acquire serial images is able to get the detailed information about the flow characteristics occurred on the delta wing. Especially quantitative comparison of the maximum vorticity featuring the induced pressure distribution were also conducted to clarity the significance of the LEX existence.
높은 받음각 상태에 있는 연장된 앞전을 갖는 편요된 삼각날개 주위의 와류 유동 특성에 대하여 날개 윗면에서의 압력 측정을 통하여 연구하였다. 본 연구에서는 와류 유동의 물리적 현상, 특히 높은 받음각 상태에서 받음각과 옆미끄럼각이 날개 형상 주위의 공력 특성에 미치는 영향에 중점을 두었다. 실험 데이터로부터 LEX 와류가 날개와류에 유익한 효과를 부여함을 명확하게 알 수 있었다. 이는, 작은 옆미끄럼각 상태에서는 비교적 높은 받음각에 이르기까지 와류의 붕괴 없이 날개와류를 안정화시킴을 알 수 있다. 특정 범위의 받음각과 옆미끄럼각 상태에서는 롤링 모멘트가 역전되는 흥미로운 유동 현상을 관찰할 수 있었다.
본 연구에서는 스트레이크의 형상 변화가 삼각날개의 와류 상호작용과 와류 붕괴 특성에 어떤 영향을 미치는지를 규명하기 위해 세 가지의 서로 다른 평면 형상의 스트레이크를 부착한 이중 삼각 날개 형상에 대하여 유동 가시화(flow visualization)와 날개면 정압 분포 측정의 풍동실험을 수행하였다. 압력 측정 결과 스트레이크의 후퇴각이 증가할수록 날개의 상류 시위 위치에서는 보다 강력하고 집중된 와류가 형성되지만 이 와류는 시위 뒤쪽으로 진행되면서 보다 빨리 와류 붕괴(vortex breakdown)현상을 거치며 약해지는 것을 관측하였다. 가시화 결과에서는 스트레이크의 후퇴각이 증가할수록 스트레이크 와류와 날개 와류간의 roll-up 및 통합 과정이 촉진되는 것이 상류 시위에서 집중된 와류를 발달시키는 원인인 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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