곡관 유동에서의 난류열전달에 대한 직접수치모사

초록

파이프에서의 난류유동은 열교환기, 화학 반응기, 플랜트 및 발전소의 배관계 등 많은 공학시스템에서의 응용성이 매우 높기 때문에 파이프 유동에서의 난류 유동특성 및 열전달에 관한 연구는 많은 연구자들에 의하여 수행되어 왔다. 비교적 간단한 형상의 직관에서의 난류유동은 많은 연구자들에 의하여 자세히 연구된 반면에, 실제 공학설비에서의 공간적인 제한 및 이차 유동에 의한 열 및 물질 전달 성능 향상을 위한 목적으로 광범위하게 응용되는 곡관에서의 난류유동 및 열전달에 관한 연구는 아직 미흡한 편이다. 따라서 본 연구에서는 DNS를 이용하여 난류 곡관 유동에서의 3차원 수치모사를 수행하여 난류 유동장 및 온도장에서의 여러 난류 통계치들을 계산하고, 직관 유동에서의 결과들과의 비교를 통해 파이프 유동에서 곡률(curvature)이 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다.