초록 ▼

Navier-Stokes 방정식에 근거한 정밀해법을 개발, 익형주위 2차원 유동해석을 수행하였다. 수치오차를 최소화하기 위해 등각사상을 이용해 생성된 직교유선좌표계를 사용하였고 고차의 차분기법인 QUICK법으로 대류항을 처리하였다. 이같은 노력은 방정식을 단순화시킴과 동시에 가확산 (false diffusion)등 수치오차를 줄이는데, 수치적인 면 이외에 물리적으로도 2층 k-ε 난류모델의 적용을 통해 박리영역내의 유동계산을 바르게 하여 전반적인 성능향상에 기여하였다. 따라서 본 해석방법은 받음각이 큰 유동장뿐 아니라 후류의

Navier-Stokes 방정식에 근거한 정밀해법을 개발, 익형주위 2차원 유동해석을 수행하였다. 수치오차를 최소화하기 위해 등각사상을 이용해 생성된 직교유선좌표계를 사용하였고 고차의 차분기법인 QUICK법으로 대류항을 처리하였다. 이같은 노력은 방정식을 단순화시킴과 동시에 가확산 (false diffusion)등 수치오차를 줄이는데, 수치적인 면 이외에 물리적으로도 2층 k-ε 난류모델의 적용을 통해 박리영역내의 유동계산을 바르게 하여 전반적인 성능향상에 기여하였다. 따라서 본 해석방법은 받음각이 큰 유동장뿐 아니라 후류의 속도/난류장까지 층류경계층/천이/난류경계층/박리/후류에 이르는 전유동현상을 동시에 다룰 수 있음도 보였다. 또 위의 방법을 층류 비정상 유동계산에 사용해 후류 vortex 생성 및 소멸과정을 고찰하였고 비정상박리현상등을 논의하였다. 받음각이 큰 익형주위유동을 정밀하게 계산할 수 있게한 본 해법은 층류 및 난류 또 비정상 유동해석에까지 폭넓게 적용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

An accurate and robust Navier-Stokes procedure to solve the flow about an airfoil has been developed. To keep the equations simple and to minimize the errors due to the false diffusion, the computational grid for an arbitrary airfoil shape is generated to be orthogonal and aligned with the inviscid

An accurate and robust Navier-Stokes procedure to solve the flow about an airfoil has been developed. To keep the equations simple and to minimize the errors due to the false diffusion, the computational grid for an arbitrary airfoil shape is generated to be orthogonal and aligned with the inviscid streamlines by using conformal mapping. Further improvement of the method is made by employing the QUICK scheme for the convective derivatives and the two-layer k-ε model for the turbulence closure. Sample calculations for various sirfoil sections show that the prediction is improved substantially over those by existing methods. The details of the flow extending to the wake, such as the surface pressure distribution, Clmax, and the velocity fields, are found to be in excellent agreement with the data. The code is also shown to be applied, successfully, to solve the unsteady flow about an impulsively started airfoil. The transient behavior together with the formation and shedding process of the vortices is clearly captured in the calculation. The unsteady separation phenomenon is examined and discussed in the context of the MRS criterion.

목차 Contents

• 제 1장 서론...12
• 1-1. 2차원 익형주위의 난류유동...12
• 1-2. 2차원 익형주위의 비정상 유동...14
• 1-3. 연구의 목적...15
• 제 2장 격자계 생성 및 수치기법...16
• 2-1. 격자계 생성...16
• 2-2. 대류항 차분...18
• 2-3. 계산과정 및 경계조건...20
• 제 3장 익형주위 정상상태 난류유동...23
• 3-1. 지배방정식...23
• 3-2. 난류모델...26
• 3-3. 계산결과...28
• 제 4장 익형주위의 비정상 층류유동...33
• 4-1. 지배방정식...33
• 4-2. 검증계산...34
• 4-3. 2차원 익형주위의 비정상 유동...36
• 제 5장 결론...41
• 참고문헌...43