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이차원 와류 병합에 대한 수치적 연구
Numerical analysis on two-dimensional vortex merger 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.10 no.1, 2016년, pp.1 - 7  

박상현 (한서대학교 항공시스템대학원) ,  신동진 (한서대학교 항공기계학과) ,  장경식 (한서대학교 항공기계학과) ,  곽동기 (한서대학교 항공기계학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

During flight of the aircraft, the vortex merging phenomenon appears under the certain condition between co-rotating vortices which were generated at the wing tip and lifting-surface. And then these merged vortices at both sides show counter-rotating pattern to affect on the downstream of the aircra...

주제어

#Vortex merger   #Vorticity-Streamfunction   #Galerkin spectral method  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 삼차원 형상의 항공기 후류 발생 현상을 이차원 형상으로 가정하여 와류 거동에 대한 수치해석을 수행하여 그 결과를 직접수치모사 및 이론적 해석 결과와 비교하여 본 연구의 타당성을 살펴보고자 한다.

가설 설정

  • 각 계산 조건에서 각각의 와류의 반지름은 동일하다고 가정하였으며, 위 테이블 변수들 각각의 조합에 의한 총 18가지 경우에 대해 계산을 수행했다.
  • 본 연구에서 초기와도분포는 두 개의 가우스 와류가 동시에 발생하는 것으로 설정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
동회전 와류의 병합은 무엇에 의해 결정되는가 이러한 동회전 와류의 병합은 와류 쌍의 거리와 순환비에 의해서 결정되는데, 두 독립적인 상호회전 와류가 서로 임계거리 이내에 있을 때, 중심 와도의 상당부분은 섞이고 그 결과 병합된다.
후지와라 효과란? 또한 기상학적 관점에서는 근접해 있는 두 열대 저기압이 서로 영향을 주고받는 현상인 후지와라 효과가 있는데(Fig 2), 열대 저기압이 대개 가까이에 있는 고기압이나 기압골에 의해 생기는 바람으로 흘러가며 이동한다.
후지와라 효과에서 예측이 어려운 이유는? 두개의 열대 저기압이 접근하는 경우, 열대 저기압의 회전(북반구에서는 반시계 방향, 남반구에서는 시계 방향)을 통해 불어오는 바람으로 흘러가는 효과가 더해진다. 이 때문에 때때로 기형적인 진로가 나타나는 경우가 있어 예측에 어려움을 겪기도 한다.
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참고문헌 (9)

  1. P. Orlandi, "Vortex dipole rebound form a wall," Phys. Fluids A 3, 1429, 1990 

  2. 박영민, 강형민, 정덕진, 이해창, "2차원 고양력장치의 플랩형상 및 위치 최적화," 항공우주시스템공학회지 제 7권 제 3호, 2013 

    원문보기 상세보기

  3. P. Orlandi, "Two-dimensional and three-dimensional direct numerical simulation of co-rotating vortices," Physics of Fluids, Vol. 19, NO. 1, pp. 1-18, 2007 

  4. Maziar Hemati, "Vortex Merger: A Numerical Investigation," UNIVERSITY OF CALIFORNIA-LOS ANGELES, 2009 

  5. Ch. Josserand, M. Rossi, "The merging of two co-rotating vortices : a numerical study," European Journal of Mechanics B/Fluids, 25, pp. 779-794, 2007 

  6. Patrice Meunier, Stephane Le Dizes, Thomas Leweke, "Physics of vortex merging," C.R. Physique, 6, pp. 431-450, 2005 

    상세보기 crossref

  7. Lloyd N. Trefethe, "Spectral Methods in Matlab," SIMA, Philadelphia, pp. 9-28, 2000 

  8. R.Peyret, "Spectral Methods for Incompressible Viscous Flow," Springer -Verlag, 2002 

  9. KEIKO K. NOMURA, HIDEAKI TSUTSUI, DANIEL MAHONEY, JAMES W. ROTTMAN, "Short-wavelength instability and decay of a vortex pair in a stratified fluid," J. Fluid Mech. (2006), vol. 553, pp. 283-322, 2006 

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