PIV 기법을 이용한 초음속 평판 경계층의 속도 분포 측정 (Velocity profile measurement of supersonic boundary layer over a flat plate using the PIV technique)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 44권 / 6호 / 477 ~ 483페이지
· 저자명 : 이혁, 김영주, 변영환, 박수형

초록

본 연구는 Particle Image Velocimetry(PIV) 기법을 이용하여 마하수 2.96의 평판에 대해 층류, 천이, 난류 경계층의 속도 분포를 측정하였다. Schlieren 가시화 기법과 PIV 기법을 이용하여 앞전에서 발생한 경사 충격파가 평판 위의 유동장에 영향을 주는지 확인하였다. 층류 경계층의 경우, 실험에서 측정한 속도 분포가 압축성 Blasius 속도 분포를 만족하였다. 천이 경계층의 속도 분포는 벽면 부근부터 이론적인 난류 속도 분포로 변했으며, Re = 1.41 106에서 천이가 시작되었다. 난류 경계층 영역에서는 압축성 효과를 고려한 Van Driest 변환 속도가 비압축성 로그 법칙을 만족하였다. 또한 로그 구간이 끝나는 위치(0.28)가 비압축성 난류 경계층(0.2)에 비해 벽면에서 더 멀어진 것을 확인하였다.

영어초록

Velocity profiles of laminar, transition and turbulent boundary layers were investigated by using Particle Image Velocimetry(PIV) measurements on the flat plate at Mach 2.96. The Schlieren visualization and PIV measurements are also used to confirm whether the oblique shock wave generated from the leading edge affects the flow field over the flat plate. The laminar velocity profile measured from the experiment was well matched with the compressible Blasius solution. The velocity profile of the transition boundary layer was well correlated with the theoretical turbulent velocity profile from near the wall and the transition began from Re = 1.41 106. For the turbulent boundary layer, considering compressibility effects, the Van Driest-transformed velocity satisfies the incompressible log-law. It is found that the log region is extended farther in the wall-normal direction compared to the log region in incompressible boundary layer.

참고자료

· 없음