벽면을 통한 유체유동을 수반한 난류유동장 해석

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기타언어초록

벽면을 통한 유체의 유동이 있는 난류운동장의 특성을 분석하였다. 벽면을 통한 유체의 유동은 유출과 유입의 경우를 포함하여 Re$_{w}$ 의 절대크기가 0~160으로 다양하며 입구에서의 $Re_{in}$도 3${ imes}$$10^3$에서 8${ imes}$$10^4$까지 넓은 범위를 대상으로 하였다. 벽면을 통한 유체의 유동은 벽면 경계층의 변화를 초래하고 이에 따라 난류 유동장의 급격한 변화를 일으켜 벽면을 포함한 전 유동장의 특성을 변화시킨다. 이러한 복잡한 유동장을 올바로 예측하기 위하여 난류운동에너지 소산율 방정식의 자 항에 대한 모델을 개선한 수정 $kappa$-$varepsilon$ 모델을 도입하였으며 기존의 난류모델과의 비교를 통하여 성능 검증을 시도하였다. 해석을 통한 분석결과로부터 수정 $kappa$-$varepsilon$ 모델은 벽면을 통한 유체유동이 있는 복잡한 유동장을 올바로 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 수정 $kappa$-$varepsilon$ 모델을 이용하여 다양한 경우의 벽면 및 입구 조건을 갖는 난류유동장을 해석할 수 있을 것으로 판단된다.단된다.

기타언어초록

Characteristics of turbulent flow with wall transpiration is analyzed. The wall transpiration includes both of suction and injection and extends their range to 0~160 of absolute magnitude of Re$_{w}$ . Reynolds number based on inlet velocity also covers wide range of 3${ imes}$$10^3$~8${ imes}$$10^4$. The turbulent flow with wall transpiration induces change of wall boundary layer and rapid change of turbulent field. This, in turn, leads the change of whole flow field. For predicting this complicated flow field properly, newly modified $kappa$-$varepsilon$ model is utilized, which is formed by modifying dissipation rate equation. The modified $kappa$-$varepsilon$ model of Chien is also adopted for the comparison of model performance. Analysis shows the newly modified $kappa$-$varepsilon$ model is successfully able to reflect the characteristics of turbulent flow field with wall transpiration.ion.

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