홈이 파진 평판사이 난류유동의 대와동모사(LES)

초록

본 연구에서는 대와동모사기법을 이용하여 홈이 파진 평판사이 난류유도의 전산해석을 수행하였다. 특히 홈의 길이와 깊이의 변화에 따른 큰 유동구조의 변화를 관찰하기 위한 파라메터적 연구를 수행하였다. 우선 대와동모사의 정량적 성능평가를 위한 기준자료로서 한 경우에 대하여 고해상도의 직접수치모사(DNS)가 수행되었다. 같은 경우에 대해 대와동모사를 수행하여 각방향의 평균속도와 각 방향의 난류섭동, 레이놀즈 응력등 2차 통계치를 DNS 자료와 비교해본 결과, 대와동모사가 DNS의 격자점수의 단지 6.5%만을 사용함에도 불구하고 정성적 및 정량적으로 만족한 결과를 얻을 수 있었고 따라서 대와동모사가 파라메터적 연구에 적절한 도구임을 확인하였다. 홈의 길이가 짧아지면 재순환구역이 전체 홈을 차지하여 재부착이나 재발달은 일어나지 않으며 홈내부에 고립된 재순환의 세기는 상당히 약하여 주유동이 마치 평판사이 간격이 줄어든 새로운 두 평행한 평판사이유동으로 옮겨가는 듯한 경향을 보여준다. 한편 홈의 깊이가 변화하는 경우에는 유동구조는 정성적으로 큰 변화가 없었으며 단지 길이스케일이 홈깊이에 따라 비례적으로 변하는 경향을 보여주었다.