아음속 3차원 난류 공동 유동에 대한 수치적 해석

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The flight vehicles have cavities such as wheel wells and bomb bays. The flow around a cavity is characterized as unsteady flow because of the formation and dissipation of vortices due to the interaction between the freestream shear layer and cavity internal flow, the generation of shock and expansion waves. Resonance phenomena can damage the structures around the cavity and negatively affect aerodynamic performance and stability. In the present study, numerical analysis was performed for cavity flows by the unsteady compressible three dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations with Wilcox's turbulence model. The cavity has the aspect ratios of 2.5, 3.5 and 4.5 for two-dimensional case, same aspect ratios with the W/D ratio of 2 for three-dimensional case. The Mach and Reynolds numbers are 0.53 and 1,600,000 respectively. The flow field is observed to oscillate in the "shear layer mode" with a feedback mechanism. Based on the SPL(Sound Pressure Level) analysis of the pressure variation at the cavity trailing edge, the dominant frequency was analyzed and compared with the results of Rossiter's formula. The MPI(Message Passing Interface) parallelized code was used for calculations by PC-cluster.
Alternative Author(s)
Choi Hong Il
일반대학원 항공우주공학과
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Table Of Contents
제 1 장 서론
제 2 장 Cavity 유동의 특성
제 1 절 Cavity 유동의 구분
제 2 절 Heller-Bliss의 파 반사 메카니즘
제 3 절 Rossiter's Formula
제 4 절 음압수준(Sound Pressure Level)

제 3 장 지배방정식 및 변환
제 1 절 지배 방정식
1. 3차원 비정상 압축성 Navier-Stokes Equations
제 2 절 무차원화
제 3 절 지배방정식의 좌표변환

제 4 장 수치해석기법
제 1 절 공간이산화
1. TVD Scheme의 개요
2. Second order TVD Scheme
제 2 절 난류 모델
제 3 절 시간 이산화
제 4 절 병렬처리기법
1. 병렬처리기법을 사용한 속도 비교
2. 최적의 NODE를 이용한 공동의 분할

제 5 장 열린 공동 유동 해석
제 1 절 문제 정의
제 2 절 격자구성 및 경계조건
제 3 절 공동에서 발생하는 유동 및 소음 해석
1. 유동의 형태 분류
2. 한 주기에서의 유동현상 및 압력
제 4 절 2차원과 3차원 유동해석 및 비교
1. 수치계산의 검증
2. L/D=2.5, W/D=2, 3, 4 인 2차원과 3차원 공동
3. L/D=3.5, W/D=2, 3, 4 인 2차원과 3차원 공동
4. L/D=4.5, W/D=2, 3, 4 인 2차원과 3차원 공동
제 5 절 공동의 결과 비교
1. 열린 공동에서의 형태 결과 비교
2. 무차원 진동수의 비교

제 6 장 결론
최홍일. (2007). 아음속 3차원 난류 공동 유동에 대한 수치적 해석.
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General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • Embargo2008-02-19
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