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문제 정의
- 첫째는 규칙적인 보텍스 쉐딩으로 하나의 주파수 성분을 갖는 면대칭 유동, 둘째는 쉐딩되는 보텍스의 세기가 일정하지 않아 둘 이상의 주파수 성분을 갖는 면대칭 유동, 마지막은 보텍스의 쉐딩 위치가 일정하지 않은 비대칭 유동이다. 따라서, 본 연구의 목적은 정육면체의 경우에도 구에서와 마찬가지로 세 가지 유형의 비정상 유동이 모두 존재하는지를 살펴보고, 레이놀즈수에 따른 항력 및 양력과 보텍스 구조의 변화를 분석하는 것이다. 특히, 이전의 연구가 3차원 보텍스의 구조를 분석하지 않거나 격자 해상도가 매우 부족했던 점을 고려하여, 본 연구에서는 보텍스 구조와 항력 및 양력의 상관관계를 중점적으로 살펴보고자 한다.
- 또한, 본 연구에서는 고정된 레이놀즈수 270에 대해 직육면체의 높이와 길이의 비에 따른 유동장의 변화를 살펴보았다. 길이비가 증가할수록 유동장이 안정화되는 경향이 있어유동장의 대칭성이 증가하고 비정상 유동에서 정상 유동으로 변하였다.
- 본 연구에서는 우선 50≤ Re≤ 350에 대해 정육면체(L = H) 주위의 유동을 해석하였다.
- 본 연구에서는 직육면체의 높이-길이비에 따른 유동장의 변화를 또한 고찰하였다. 이때, 레이놀즈수는 정육면체에서 보텍스 쉐딩이 발생하는 270으로 고정하였다.
- 따라서, 본 연구의 목적은 정육면체의 경우에도 구에서와 마찬가지로 세 가지 유형의 비정상 유동이 모두 존재하는지를 살펴보고, 레이놀즈수에 따른 항력 및 양력과 보텍스 구조의 변화를 분석하는 것이다. 특히, 이전의 연구가 3차원 보텍스의 구조를 분석하지 않거나 격자 해상도가 매우 부족했던 점을 고려하여, 본 연구에서는 보텍스 구조와 항력 및 양력의 상관관계를 중점적으로 살펴보고자 한다.
- 한편, 본 논문의 또 다른 연구 목적은 정육면체의 주유동 방향 길이를 변화시킨 직육면체(Fig. 1 참조) 주위의 유동을 해석하고, 길이 변화에 따른 유동장의 변화를 분석하는 것이다. 이러한 직육면체 형상은 유동 박리점(separation point)이 변하는 구와는 달리 박리 위치가 고정되고, 높이와 길이의 비율이 1이 아니라는 점에서 트럭이나 트레일러와 같은 운송체의 단순화된 모델로 활용될 수 있다.
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