3 차원 입방형 표면조도가 난류경계층에 미치는 영향 (Turbulent Statistics of the Turbulent Boundary Layer over a Cube-Roughened Wall)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 34권 / 10호 / 917 ~ 923페이지
· 저자명 : 이재화, 성형진

초록

3 차원 표면조도의 영향을 조사하기 위하여 규칙적으로 배열된 3 차원의 입방형 표면조도를 갖는난류경계층을 직접수치모사하였다. 표면조도는 주 유동방향과 횡 방향으로 각각 8k 과 2k 의 주기를갖도록 배열되었으며 표면조도의 크기 (k)는 입구 운동량 두께(θin)의 1.5 배이다. 주 유동 방향을 따라공간 발달하는 3 차원 표면조도 위의 난류특성을 2 차원의 막대형표면조도에서의 결과와 비교하였다.
2 차원 표면조도와 마찬가지로 3 차원 표면조도의 경우에도 조도저층 뿐만 아니라 바깥영역에서표면조도의 영향이 존재하였으며 이러한 결과는 주 유동 방향의 표면조도의 주기와 사각형의 면에 의한막음현상이 2 차원의 표면조도와 마찬가지로 크게 나타나기 때문인 것으로 판단된다.

영어초록

Direct numerical simulation (DNS) of a spatially developing turbulent boundary layer (TBL) with regularly arrayed cubical roughness elements was performed to investigate the effects of three-dimensional (3D) surface elements. The staggered cubes downstream were periodically arranged in the streamwise and spanwise directions with pitches of px/k=8 and pz/k=2, where px and pz are the streamwise and spanwise spacings of the cubes; the roughness height (k) was k=1.5θin, where θin is the momentum thickness at the inlet. Spatially developing characteristics over the 3D cubical roughness were compared with the data obtained from the DNS over the two-dimensional (2D) rod roughened wall and smooth wall. Introduction of the cubical roughness on the TBL affected the turbulent Reynolds stresses not only in the roughness sublayer but also in the outer layer; and these effects are consistent with those observed over the 2D rough wall.

참고자료

· 없음