TRANSITIONAL FLOW ANALYSIS OVER DOUBLE COMPRESSION RAMP WITH NOSE BLUNTNESS IN SUPERSONIC FLOW
초음속 이중 압축 램프의 앞전 곡률에 따른 천이 유동 해석

Ho Cheol Shin, Jeong Hwan Sa, Soo Hyung Park, Yung Hwan Byun
2015 Journal of computational fluids engineering  
1. 서 론 스크램제트 공기 흡입구, 날개와 동체의 연결부 등의 복잡 한 형상에서는 충격파와 충격파, 충격파와 경계층의 상호작용 이 발생한다. 이러한 상호작용의 형태를 연구한 Edney[1]는 충격파와 충격파, 충격파와 경계층의 상호작용을 6가지 형태 로 분류 하였다. Fig. 1은 이중 압축 램프에서 형성되는 3가지 의 충격파 상호작용 형태를 도시하고 있다. 충격파와 충격파, 충격파와 경계층의 상호작용을 연구하기 위해서 이중 압축 램프를 이용한 많은 실험과 연구가 진행되어 왔다[2]. 이중 압축 램프의 첫 번째 램프의 표면에 형성된 경계층이 두 번째 램프에 도달하기 전에, 충격파가 유발하는 강한 역압 력 구배로 인하여 경계층이 박리되었다가 두 번째 램프에 재 부착 되면서 박리거품이 형성된다. 발생된 박리 거품은 앞뒤 로 박리 충격파와 재부착 충격파를 만들어 내며 이는 이중 압 축 램프 주위의 유동 구조를 결정하는 중요한 요인이다[2,3]. Neuenhahn and
more » ... enhahn and Herbert[4]는 초음속 이중 압축 램프 실험에 서 표면 압력계수를 측정하고 Schlieren 기법을 이용하여 박리 거품의 발생을 확인하였으며, 램프의 표면 열전달 측정으로 박리 거품 앞쪽의 경계층이 층류 경계층에 가까움을 확인하 였다. 또한 첫 번째 램프 앞전의 곡률 변화에 따라서 압력계 수와 Stanton 수를 측정하여 곡률 변화에 따른 박리 거품의 크기, 위치, 표면 열전달량의 변화를 비교하였다. 충격파가 유발하는 박리 거품은 난류 천이를 일으켜 유동 의 특성을 크게 변화시킨다. 통상적인 천이 모델은 아음속과 천음속에서의 실험 결과를 바탕으로 모델링되었기 때문에, 초 음속 유동에서 박리 거품과 천이 현상을 예측하는데 어려움 이 있는 것으로 알려져 있다. Krause[5]와 Zhang and Gao[6]는 초음속 영역에서의 천이를 고려하기 위해서 초음속 실험결과 를 바탕으로 기존의 천이 모델의 관계식을 수정하여 이중 압 축 램프를 해석하였다. 본 논문은 우선 완전 층류, 완전 난류, -   천이 모델 [9,10]을 적용하여 앞전 곡률이 없는 경우의 이차원 이중 압 Accurate prediction of supersonic transition is required for the heat transfer estimation over supersonic double compression ramp flows. Correlation-based transition models were assessed for a supersonic double ramp problem. Numerical results were compared with experimental data from RWTH Aachen University. A parametric study on the nose bluntness was performed using a selected transition model. As the nose bluntness increases, the boundary layer thickness is increased and the triple point of shock interactions moves downstream. The peak magnitude of the heat transfer is consequently decreased with the nose bluntness.
doi:10.6112/kscfe.2015.20.4.036 fatcat:vyyvcseqnndtfa5nmiu4oorfam