초음속 단일공동의 3차원 폭비에 따른 유동특성해석 = Flow Analysis of Supersonic Cavity for Three Dimensional Spanwise Ratio
저자
김재수 (조선대학교 항공우주공학과) ; 우철훈 (조선대학교 항공우주공학과) ; 김종록 (조선대학교 항공우주공학과) ; 김태훈 (조선대학교 항공우주공학과) ; 이상수 (조선대학교 항공우주공학과)
발행기관
朝鮮大學校 機械技術硏究所(THE RESEARCH INSTITUTE OF MECHANICAL TECHNOLOGY CHOSUN UNIVERSITY)
학술지명
機械技術硏究(THE JOURNAL OF THE INSTITUTE RESEARCH OF MECHANICAL TECHNOLOGY)
권호사항
발행연도
2005
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
수록면
225-235(11쪽)
제공처
고속으로 운항하는 비행체에는 구조상 바퀴간이나 폭탄장착부 등에 공동이 존재하게 되며, 난류 전단층에 의한 심한 압력진동과 공진현상이 일어나게 된다. 이러한 공진 현상들은 공동 주위의 구조물에 손상을 줄 수 있으며, 공기역학적 성능 및 안정성에 나쁘게 작용할 수가 있다. 본 논문에서는 비정상, 압축성의 2차원 축대칭과 3차원 Unsteady Reynolds -Averaged Navier-Stokes(RANS)방정식에 k- u난류 모델을 적용하여 종방향 진동이 지배적인 세장비(L/D)가 3인 공동에 폭비(W/D)를 1~5까지 증가시키며 수치 계산을 수행하였다. 이를 Rossiter 공식에 기초한 무차원 진통수와 Xin Zhang and Edwards의 실험결과로 비교 및 검증하였다. 그리고 2차원과 3차원의 각기 다른 유동현상을 SPL값을 이용한 FFT분석과 streamline을 통하여 비교 분석하였다.
더보기High-speed flight vehicles have cavities such as wheel wells and bomb bays. Supersonic cavity flow of high Reynolds number is characterized by pressure oscillation due to turbulent shear layer, cavity geometry, and resonance phenomenon based on external flow conditions. Resonance phenomena can damage the structures around the cavity and negatively affect aerodynamic performance and stability. In the present study, we performed numerical analysis of cavities by applying the k-u turbulence model to the unsteady, compressible, two dimensional and three dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations. The Strouhal numbers of the cavities were compared and verified by Rossiter's equation and experimental values of Xin Zhang and Edwards. The cavity model used for numerical calculation had a depth(D) of 15mm, cavity L/D of 3, width to depth ratio(W /D) was 1.0 to 5.0 for three dimensional analysis. Based on the PSD(Power Spectral Density) analysis of the pressure variation at the cavity floor, the dominant frequency was reasonable in comparison to the results of Rossiter and Xin Zhang & Edwards.
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