관내 존재하는 물체주위 유동에 대한 수치해석

Abstract

본 연구에서는 수치해석기법을 사용하여 본 연구에서는 CFD기법을 이용하여 관내 물체의 위치 에 따라 수치해석을 수행하고, 각 위치에 따른 물체주위 유동특성과 물체에 작용하는 저항변화에 대해 논의하였다. 물체가 관 외부로 돌출된 경우 물체와 관을 타고 흐르는 유동의 경계층 발달 정도가 달라 관 입구에서 관내 속도 프로파일이 비대칭적이며, 후류로 갈수록 대칭적이고, 물체의 노즈가 관 입구부근에 위치할 경우 물체의 전 길이에 걸쳐 관내 속도 프로파일은 대칭적이다. 물체의 노즈가 관 입구 근처에 위치할 경우 관 입구 정체점의 영향으로 노즈 부근 압력에 영향을 주며, 이는 곧 저항으로 나타나며 노즈가 관외부로 돌출된 경우보다 저항이 현저히 커짐을 알 수 있었다. 관 외부로 돌출된 경우 노즈 부근은 전형적인 축대칭체의 압력분포를 보이고 있고, 관이 시작되는 부근에서 급격한 압력강하가 나타나며, 관 내부에서 물체 표면 압력이 일정한 구배로 낮아지는 것을 볼 수 있다. 물체 노즈가 관 외부로 돌출된 경우에는 관 외부로 많이 돌출 될수록 저항이 증가하는 경향이 보이고 있고, 마찰저항은 관 외부로 돌출 될수록 미세하나 증가하는 경향을 보이는데 관이 없는 경우보다 최대 5% 크게 나타나 관으로 인해 마찰보다 압력에 더 큰 영향을 주는 것을 확인하였다.