회전하는 하나의 내부 원통에서 서로 다른 반경비가 Taylor-Couette 유동에 미치는 영향 (Influences on the Taylor-Couette Flow in a Rotating Inner Cylinder with Varying Radius Ratios)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 42권 / 12호 / 825 ~ 832페이지
· 저자명 : 승삼선, 김상일

초록

회전하는 하나의 내부 원통이 서로 다른 반경비를 갖는 경우에 Taylor vortex형성에 미치는 영향에 대해 수치해석을 수행하였다. 서로 다른 반경비는 내부 원통 중앙을 기준으로 동일한 폭에 깊이를 달리한 것으로 먼저 반경비가 0.83인 매끈한 내부 원통에 대한 수치계산 결과를 기존의 실험결과와 비교하여, 타당성을 검토하였다. 그런 다음, 내부 원통 중앙에 동일한 홈의 폭에 깊이를 각각 3, 6, 9, 12 mm 달리한 내부 원통에 회전수 25, 100 rpm인 경우의 수치계산 결과와 비교하였다. 그 결과, Taylor vortex는 층류인 경우 내부 원통 양끝에서 생성되기 시작하지만 홈이 있는 경우에는 홈 모서리에서도 이루어짐을 확인하였다. 홈의 깊이와 내부 원통의 회전수에 따라 쌍으로 이루어진 Taylor vortex셀의 폭이 달라졌으며, 회전수가 큰 경우에는 작은 경우보다 Taylor vortex 셀의 폭이 넓어져 개수가 감소하였다. 또한 각각의 Taylor vortex 쌍의 vortex 중심은 이웃하고 있는 vortex 쌍 사이의 vortex 중심보다 더 가깝게 자리하고 있음을 확인하였다.

영어초록

The Taylor-Couette flow in a rotating inner cylinder with different radius ratios has been studied numerically to show the effects of Taylor vortices formation, where different radius ratios refer to the varied depths having the same width based on the center of the inner cylinder. The numerical calculations results are compared with those of the straight inner cylinder. In order to examine the feasibility of the numerical calculations, the numerical results are compared with existing experimental results for a straight inner cylinder. Then, we compare the numerical results in the case of inner cylinders with different radius ratios. Initially, laminar Taylor vortices form at the end walls and corners of the groove. Results show that the widths of pairs of Taylor vortex cells are varied according to the depth and rotational speed of the inner cylinder. In the case involving a higher rotational speed of inner cylinder widths, and the number of pairs of Taylor vortex cells are wide and decreasing than low rotational speed of it. In addition, the vortex centers of each Taylor vortex pair are closer together than the vortex centers between neighboring vortex pairs.

참고자료

· 없음