초록 ▼

□ 연구개요
표면장력을 갖는 불안정유체와 소용돌이에 의해 복잡한 역학적 성질과 해를 갖는 유동에 대해 모델링 및 수치계산을 수행하고 응용문제를 해석한다. 캘빈-헬름홀츠 불안정과 레일리-테일러 불안정을 수리해석하고 적절한 모델링에 의해 경계면 증가율을 구한다. 표면장력과 밀도차를 갖는 경계면에 대한 소용돌이 수치해법을 개발한다. 소용돌이-고체 간섭현상으로써 구의 회전을 고려한 구면위의 소용돌이띠의 안정성과 고체 후방에서 발생하는 소용돌이쉐딩의 수리모델을 연구한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 전단유동에 의해

□ 연구개요
표면장력을 갖는 불안정유체와 소용돌이에 의해 복잡한 역학적 성질과 해를 갖는 유동에 대해 모델링 및 수치계산을 수행하고 응용문제를 해석한다. 캘빈-헬름홀츠 불안정과 레일리-테일러 불안정을 수리해석하고 적절한 모델링에 의해 경계면 증가율을 구한다. 표면장력과 밀도차를 갖는 경계면에 대한 소용돌이 수치해법을 개발한다. 소용돌이-고체 간섭현상으로써 구의 회전을 고려한 구면위의 소용돌이띠의 안정성과 고체 후방에서 발생하는 소용돌이쉐딩의 수리모델을 연구한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 전단유동에 의해 야기된 소용돌이면 말림의 자기유사해를 연구하였다. 곡률특이해에 의해 생성되는 이중나선 소용돌이면의 자기유사해를 구하였다.
2. 2차원과 3차원에서 레일리-테일러 불안정에 대한 멀티조화모델을 연구하였다. 멀티조화모델을 확장하여 버블증가에 대한 새로운 종류의 정상해를 구하였다.
3. 레일리-테일러 불안정의 표면장력효과를 연구하였다. 표면장력은 단일버블의 속도를 감소시키지만 다중버블의 믹싱율을 증가시키는 상반된 효과를 발견하였다. 표면장력에 의해 스케일법칙의 비례상수는 커진다는 것을 규명하였다.
4. 표면장력과 밀도차를 갖는 유체경계면의 소용돌이면 모델에 대해 명시적, 안정적인 수치계산법을 개발하였다. 수치해법을 캘빈-헬름홀츠 불안정에 적용하여 표면장력과 밀도차 효과를 다양한 영역의 매개변수에 대해 조사하였다.
5. 회전하는 구면에서 소용돌이띠의 안정성을 연구하였다. 선형안정성해석으로부터 띠가 넓어지고 회전이 빠를수록 소용돌이띠가 안정됨을 보였다. 소용돌이띠에 대한 비선형 수치계산을 하였으며 소용돌이 코어의 말림구조가 형성됨을 보였다.
6. 작은 받음각에 대해 소용돌이쉐딩모델을 확장하고 수치계산을 하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
소용돌이면의 이중나선 자기유사해의 존재성에 관한 이전연구들의 상반된 결과를 해결하였다. 표면장력을 갖는 레일리-테일리 불안정의 스케일법칙에 대한 본 연구의 결과는 실험값과 잘 일치한다. 표면장력과 밀도차를 갖는 경계면에 대한 새로운 소용돌이 수치해법은 쉽고 효율적이며 안정적이고 높은 정확도를 갖고 있다. 구면에서의 소용돌이띠는 회전을 고려하여 보다 실제적으로 모델링하였으며, 실제 제트기류의 동태와 부합하는 결과를 보여주었다. 소용돌이쉐딩모델에 대해서도 응용가능성을 크게 확장하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (1) 1차년도 ... 5
• (2) 2차년도 ... 6
• (3) 3차년도 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11