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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박수형
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
이 논문의 연구 히스토리 (7)
2018
2017
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극초음속 영역에서 경계층의 난류 천이는 열전달, 표면 마찰, 그리고 경계층의 특성들을 예측하는데 있어서 매우 중요하다. 그러나 천이 유동 해석에 널리 쓰이는 - 천이 모델은 아음속과 천음속 영역의 실험에서 얻어지는 경험식을 바탕으로 모델링 되어, 마하수의 증가에 따라 유동의 특성이 크게 다른 초음속과 극초음속 유동의 천이를 정확하게 예측하지 못하였다.
본 연구에서는 먼저 극초음속 이중 압축 램프를 층류, - 천이 모델, 완전 난류 모델인 - SST를 이용하여 계산을 수행하여 극초음속 유동에서 천이의 영향으로 유동의 구조와 표면 열전달량 등이 달라질 수 있음을 확인하였다. 이후 극초음속 천이 유동을 정확하게 예측하기 위하여 기존의 - 천이 모델을 기반으로 극초음속 유동의 실험 결과에서 확인된 관계식들을 이용하여 수정된 극초음속 천이 모델들을 소개하고, 수정된 극초음속 천이 모델들로 극초음속 이중 압축 램프와 2차원 스크램제트 흡입구 유동을 해석하고 비교 및 검증 하였다. 이를 바탕으로 극초음속 천이 모델들의 장점을 결합시켜 blended 천이 모델을 제시하였다.
Blended 천이 모델을 이용하여 극초음속 공기 흡입 엔진인 스크램제트 엔진의 흡입구에 대한 3차원 해석을 수행하였고, blended 천이 모델의 결과와 실험 결과와 비교로 천이 구간을 정확하게 예측하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 스크램제트 흡입구 유동 해석 결과로 충격파와 경계층의 상호작용, 측벽 효과로 인한 와류 구조를 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 먼저 극초음속 이중 압축 램프를 층류, - 천이 모델, 완전 난류 모델인 - SST를 이용하여 계산을 수행하여 극초음속 유동에서 천이의 영향으로 유동의 구조와 표면 열전달량 등이 달라질 수 있음을 확인하였다. 이후 극초음속 천이 유동을 정확하게 예측하기 위하여 기존의 - 천이 모델을 기반으로 극초음속 유동의 실험 결과에서 확인된 관계식들을 이용하여 수정된 극초음속 천이 모델들을 소개하고, 수정된 극초음속 천이 모델들로 극초음속 이중 압축 램프와 2차원 스크램제트 흡입구 유동을 해석하고 비교 및 검증 하였다. 이를 바탕으로 극초음속 천이 모델들의 장점을 결합시켜 blended 천이 모델을 제시하였다.
Blended 천이 모델을 이용하여 극초음속 공기 흡입 엔진인 스크램제트 엔진의 흡입구에 대한 3차원 해석을 수행하였고, blended 천이 모델의 결과와 실험 결과와 비교로 천이 구간을 정확하게 예측하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 스크램제트 흡입구 유동 해석 결과로 충격파와 경계층의 상호작용, 측벽 효과로 인한 와류 구조를 확인할 수 있었다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구배경 11. 극초음속 천이 모델 12. 스크램제트 흡입구 2제2절 연구내용 3제2장 지배방정식 및 수치 기법 4제1절 지배방정식 4제2절 RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes Equation) 5제3절 공간 이산화 기법 9제4절 시간 전진 기법 14제5절 경계조건 17제3장 난류 모델 18제1절 SST 난류 모델 18제2절 천이 모델 201. 천이 모델 202. Modified transition model by Krause and Frauholz 273. Modified transition model by Zhang 284. Blended transition model 29제4장 극초음속 천이 모델 비교 31제1절 이중 압축 램프 해석 조건 31제2절 이중 압축 램프 유동 현상 35제3절 극초음속 천이 모델 비교 37제5장 스크램제트 흡입구 45제1절 스크램제트 흡입구 해석 조건 45제2절 스크램제트 흡입구 유동 해석 47제6장 결론 58참고문헌 59국문초록 64
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