주기적으로 배열된 회전하는 원형 실린더를 이용한 채널유동 제어

초록

유동장내에 와류 생성기와 같은 장애물이 있는 경우, 그 장애물의 후류 부에 대와류가 발생되고, 섞임 현상이 증가하게 된다. 이는 장애물 후류에서의 열전달을 촉진하는 역할을 하는데, 따라서 열교환기의 설계에서는 열교환기의 내부에 이러한 장애물 즉 와류생성기를 설치하여 열전달 효율을 높이게 된다. 본 연구에서는 마이크로 채널, 열교환기 등에서 평판 사이의 열전달 효율을 높이기 위해 흔히 사용되는 와류 생성기의 가장 단순한 모델로, 채널 내 회전하는 원형 실린더가 주기적으로 존재하는 경우, 실린더와 채널 벽과의 간격(G) 변화가 유동 특성 및 유동 1차 불안정성(정상유동 → 비정상유동)에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 특히 유동 불안정성이 발생하는 임계 레이놀즈수와 유동 불안정성 특성을 실린더와 채널 벽 사이 간격을 변화시켜가며 파악하였으며, 이에 대한 연구 결과는 채널형 열교환기에서 열전달 효율증진에도 참고 자료로 활용될 수 있을 것이다.