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3차원 난류경계층 내에 존재하는 종방향 와동의 유동장 및 열전달 특성에 관한 수치해석(II) - Common Flow Up에 관하여 -

Numerical Analysis on the Flow Field and Heat Transfer Characteristics of Longitudinal Vortices in Turbulent Boundary Layer - On the Common Flow Up -

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.17 no.9, 2005년, pp.799 - 807  

양장식 ((주)기경 IE&C 환경에너지 신기술개발연구소)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The flow characteristics and the heat transfer rate on a surface by the interaction of a pair of vortices are studied numerically. To analyze the common flow up produced by vortex generators in a rectangular channel flow, the pseudo-compressibility viscous method is introduced into the Reynolds-aver...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 실험적 방법으로서, Pauley and Eaton(1)은 와동발생기의영각을 변화시켰을 때 두 가지의 유동형태, 즉 "common flow down" 고} "common flow up"에관한 연구를 하였으며, Wendt et al.(2)은 난류 경계층 내에 폭방향으로 와동발생기를 배열하고, 배열된 와동발생기의 간격변화에 따라 와동발생기하류에서 발생되는 와동의 형태와 와동과 경계층의 상호작용에 관한 연구를 수행하였다. Eibeck and Eaton(3)은 와동과 경계층의 상호작용이 벽면의 열전달 특성에 어떤 영향을 미치는지에 관한 연구를 수행하였다.

가설 설정

  • 식(8)과 같은 속도분포를 가진 와동이 경계층 내에 있을 때, 벽면의 영향을 고려해야 하기 때문에 3차원 경계층 내 측풍에 대한 Johnston'">의 삼각도법을 사용하여 횡방향 속도 성분을 유도하였다. 또한 입구에서 와동의 난류 물성치를 도입하기 위해 난류운동에너지(k), 소산율(ε), 와점성 계수(Vt)의 분포는 주 유동 방향 속도와 비슷하게 가우시언분포로 가정하였다.
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참고문헌 (15)

  1. ?Pauley, W.R. and Eaton, J.K., 1988, The fluid dynamics and heat transfer effects of streamwise vortices embedded in a turbulent boundary layer, Report No. MD-51, Department of Mechanical Engineering, Stanford University 

  2. ?Wendt, B.J., Grebert, I. and Hingst, W.R., 1993, Structure and development of streamwise vortex arrays embedded in a turbulent boundary layer, AIAA Joumal, Vol. 31, No. 2, pp, 319-325 

  3. ?Eibeck, P.A. and Eaton, J.K., 1987, Heat transfer effects of a longitudinal vortex embedded in a turbulent boundary layer, Journal of Heat Transfer, Vol.109, pp.16-24 

  4. ?Fiebig, M., 1997, Vortices and heat transfer, Zeitschrift fur Angewandte Mathematik und Mechanik, Vol. 77, No.1, pp.3-18 

  5. ?Anderson, B.H. and Gibb, J., 1992, Application of computational fluid dynamics to the study of vortex flow control for the management of inlet distortion, AIAA Paper 92-3177 

  6. ?Kim, W.J. and Patel, V.C., 1994, Influence of streamwise curvature on longitudinal vortices imbedded in turbulent boundary layers, Journal of Computers Fluid, Vol. 23, No.5, pp.647-673 

  7. ?Kim, J.Q., Ryou, H.S., Jeong, J.Y. and Dedousis, V., 1996, Numerical simulation of 3-d turbulent flows with imbedded longitudinal vortex, Computational Fluid Dynamics Journal, Vol. 4, No.4, pp. 473-488 

  8. ?Chen, H.C. and Patel, V.C., 1987, Practical near wall turbulence model for complex flow including separation, AIAA Paper 87-1300 

  9. ?Yang, J.S., 2005, Numerical analysis on the characteristics of flow field and heat transfer of longitudinal vortices in turbulent boundary layer (I), Korean Journal of Air Conditioning and Refrigeration Engineering, Vol. 17, No.9 (accept) 

  10. ?Lawson, M.V., 1981, Visualization measurements of vortex flows, AIAA Paper 89-0191 

  11. ?Phillips, W.R.C. and Graham, J.A.R., 1984, Reynolds stress measurements in a turbulent trailing vortex, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 147, pp.353-371 

  12. ?Johnston, J.P., 1960, On the three-dimensional turbulent boundary layer generated by secondary flow, Journal of Basic Engineering, pp. 233-248 

  13. ?Owen, P.R., 1970, The decay of a turbulent tailing vortex, The Aeronautical Quarterly, Vol. 21, pp. 69-78 

  14. ?Yang, J.S. and Lee, K.B., 2000, A numerical simulation of longitudinal vortex in turbulent boundary layers, KSME (B), Vol. 24, No. 6, pp. 802-813 

  15. ?Lee, S.H., Ryou, H.S. and Choi, Y.K., 1999, Heat transfer in a three-dimensional turbulent boundary layer with longitudinal. vortices, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 42, No.8, pp. 1521-1534 

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