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경계층 천이흐름의 이용

전문가 제언: ○ LES의 계산은 RANS계산에 비해 난류 모델에 의한 영향이 적다고 생각되어 LES에 의한 경계층 천이 현상의 예측이 기대되고 있다. 또 LES에 의한 천이현상 예측이 가능하게 되면 시험에서는 재현할 수 없었던 실제 기계 조건에서도 적용이 가능하게 된다. 그러면 보다 성능이 좋은 가스터빈 엔진개발에 이용이 가능해지리라고 생각된다.

○ 레이놀즈 수(Reynolds number)가 증가함에 따라 압력손실의 레벨이 낮아지고 원주의 주기에 의한 압력손실에 미치는 영향의 효과를 포착하여 LES가 미세한 소용돌이 구조뿐만 아니라 압력손실의 변화의 경향을 포착하는 것이 가능해 졌다.

○ 경계층 천이(boundary layer transition)는 경계층 상태가 유체의 흐름상에 매끄럽게 흐르는 층류로부터, 연기와 같이 흐트러지면서 흐르는 난류상태로 변천하는 것이다. 경계층의 층류 때는 물체에 일하는 점성저항은 적고, 난류로 천이하면 크게 증가한다.

○ 압축성 난류의 LES(Large Eddy Simulation)비압축성의 난류계산의 연구는 행해지고 있지만 난류의 계산에는 시간평균 모델(RANS), 직접수치 모사(DNS) 등의 기법이 있다. 난류 천이지연 효과에 대해서는 선형교란 방정식을 이용한 수치해석에 의하면 천이 레이놀즈수가 높아진다.

○ 실용성과 적용성이 뛰어난 LES기법을 개발하여 가스터빈, 초음속여객기 등의 개발에 응용되고 층류로부터 난류에의 천이과정 등을 압축성 LES를 사용하여 평판 경계층의 난류의 천이과정을 3D비정상으로 계산하고 초음속 압축코너에서 난류 경계층과 충격파의 간섭문제는 LES를 이용하여 흐름의 현상을 예측하는 연구가 필요하다.

저자: OBA Yoshinori
자료유형: 학술정보