저항감소를 위한 물체후방의 형상설계에 관한 LES 해석 (Large Eddy Simulations on the Configuration Design of Afterbodies for Drag Reduction)

서지정보

· 발행기관 : 한국해양공학회
· 수록지 정보 : 한국해양공학회지 / 17권 / 5호 / 1 ~ 10페이지
· 저자명 : 박종천, 강대환, 전호환

초록

천이각도인 경사각 23o에 대한 물체 후방의 직선부분의 형상을 다음과 같이 세 가지 경우에 대하여 개량하는 것이다.(CASE 1) 직선 부분에 1주기의 sin함수 형상을 적용한다. 단, sin함수의 진폭은 경사길이를 기준으로 각각 2%, 5%, 8%, 10% 및 15%의 5가지 경우를 적용한다. Fig. 14(a)는 5, 10%일 때의 형상을 보여준다.(CASE 2) Case 1의 결과로부터 최소의 형상저항을 나타내는 진폭에 대하여 그 진폭을 유지하고 단지 주기만 변화시킨다. 이때, sin함수의 1/2주기, 1주기, 3/2주기, 2주기, 5/2주기 및 3주기의 형상을 적용하였다. Fig. 14(b)는 1/2과 3/2 주기의 형상을 보인다.(CASE 3) Case 1과 2와는 달리, 후반부 길이 L3을 70:30, 80:20, 90:10 및 95:5의 비율로 나누어 전반부는 경사각 20o의 직선, 후반부는 포물선 형상을 각각 적용한다. Fig.14(c)는 80:20과 95:5의 비율에 대한 형상을 나타낸다.

영어초록

When a body with slant angle behind its shoulder is moving at a high speed, the turbulent motion around the afterbody is generally associated with the flow separation, and determines the normal component of the drag. By changing the slant angle of the afterbody, the drag coefficients can be changed, drastically. Understanding and controlling the turbulent separated flows has significant importance for the design of optimal configuration of the moving bodies. In this paper, a new Large Eddy Simulation technique has been developed to investigate turbulent vortical motions around the afterbodies, using slant angle. By understanding the structure of the turbulent flow around the body, the new configuration of afterbodies is designed to reduce the drag of body,and the nonlinear effects, due to the interaction between the body configuration and the turbulent separated flows, are investigated by use of the developed LES technique.1. 서 론일정한 속도로 전진하는 물체는 일반적으로 표면마찰력(접선성분)과 박리현상이나 와유동과 같이 유체의 점성운동에 기인하는 압력저항(법선성분)을 받게 된다. 특히, 고 레이놀즈 수의 유동장에서, 법선성분의 저항을 결정하는 유동현상은 실질적으로 흐름의 박리현상과 밀접한 관계가 있는 난류운동이라 할 수 있다. 자동차 등과 같이 물체 후방의 형상이 무딘(blunt) 물체에 대하여 법선성분의 저항은 전체 저항의 대부분을 차지하기 때문에, 물체의 저항을 최소화하기 위한 최적형상설계를 위해 난류 박리유동의 이해는 아주 중요하며 반드시 수행되어져야 할 부분이다.Fig. 1에 표시된 물체와 같이, 물체 후방의 어깨부분에서 물체의 중심축(x축)과 경사각()을 이루고 있어서 박리점이 명확한 물체가 일정한 속도로 전진할 경우, 의 변화에 따라 물체의 저항치가 극단적으로 변화하는 임계각이 존재한다. Miyata and Ogawa (1994)는, Fig. 1과 같은 단면을 갖는 3차원 회전체에 대하여 수조실험을 통해 에서 저항치가 크게

참고자료

· 없음