폐쇄형 풍동 시험부내의 원형 실린더 유동에 대한 비정상 벽면효과 연구

Abstract

풍동 시험부 비정상 벽면효과에 대한 연구를 위해 폐쇄형 시험부내의 원형 실린더 주위 유동장에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 수치기법은 Roe의 flux-difference-splitting을 사용한 격자점 중심 유한체적법과 이중시간 전진 기법을 사용하는 내재적 시간적분법을 사용하였다. 계산 결과 폐쇄형 시험부에는 실린더 주위 비정상 유동장에 압력구배를 강화시켜 실린더의 양력 및 항력의 진폭을 크게 하고, 실린더 뒷전에서의 기저압력을 작게 하여 항력을 증가시키는 벽면효과가 있음을 확인하였다. 또한, 이러한 시험부 벽면은 실린더 와류 shedding 주파수를 커지게 하는 효과가 있다. 시험부 벽면에서의 압력은 벽면효과가 포함된 shedding 주파수를 기본으로 하는 고조파 현상을 보인다. For study on the unsteady wall interference effect, flows around a circular cylinder in closed test-section wind tunnels have been numerically investigated by solving compressible Navier-Stokes equations. The numerical scheme is based on a node-based finite-volume method with the Roe's flux-difference splitting and an implicit time-integration method coupled with dual time-step sub-iteration. The computed results showed that the unsteady pressure gradient over the cylinder is enhanced by the wall interference, and as a result the fluctuations of lift and drag are augmented. The drag is further increased because of the lower base pressure. The vortex shedding frequency is also increased by the wall interference. The pressure on the test section wall shows the harmonics having the shedding frequency contained in the wall effect.