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축대칭 초음속 제트에서 스크리치 모드 전이현상의 수치적 연구
빈종훈(Jonghoon Bin) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.8
마하수 1.0~1.2 범위의 초음속 제트에서 발생되는 축대칭 스크리치 톤 소음의 모드 전이 현상이 수치적으로 분석되었다. 이를 위해 k-e 난류모델을 가진 축대칭 Navier-Stokes 방정식이 사용되었으며 수치기법으로서 공간에 대해 소산관계보존기법과 시간에 대해 최적화된 4단계 시간 적분법이 사용되었다. 특히 낮은 마하수에서 발생하는 축대칭 A1 모드의 경우, 비선형성에 기인한 부가척인 음향파 발생을 확인하였으며, 강한 와류의 발생으로 인해 스크리치 소음 주파수는 와류 통과 주화수와 일치함을 알게 되었다. Mode transition of the axi-symmetric screech tone in the low supersonic Mach number range from 1.0 to 1.20 is numerically analyzed. The axi-symmetric Navier-Stokes equations and the k-e turbulence model are solved in the cylindrical coordinate system. The dispersion-relation-preserving(DRP) scheme is applied for space discretization and the optimized four levels marching method are used for time integration. At low supersonic Mach numbers with an axi-symmetric A1 mode in the simulation. it is shown that acoustic propagation due to the nonlinear effects is seen in the lateral direction and the screech tone frequency is the same as the vortex passing frequency due to the generation of intense large-scale vortical motions.
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CFD/CAA Hybrid 기법을 이용한 뒷전에서 음향파의 산란모사
박용환(Yonghwan Park),빈종훈(Jonghoon Bin),정철웅(Cheolung Cheong),이수갑(Soogab Lee) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.7
본 연구에서는 뒷전, 전단류와 초기교란의 상호작용에 의한 불안정파의 생성 기제의 분석과 뒷전 산란현상을 고차의 전산공력음향학을 이용하여 모사하였다. 수치적 알고리즘은 Hybrid 기법에 기초하였으며, Simple Linearized Euler Equation과 Full Linearized Euler Equation의 결과를 비교를 통해 정상류 구배항이 불안정파의 생성에 중요한 역할을 함을 볼 수 있었다. 또한 Full Navier-Stokes Equation을 이용한 결과와 비교함으로써, Full Linearized Euler Equation은 뒷전의 초기 근접장에서 불안정파를 해석하는데 있어서 Full Navier-Stokes Equation 보다 효율적임을 알 수 있다. In this study, the main focus is the simulation of acoustic wave scattering in trailing edge and the analysis of the generation mechanism of instability wave by the interaction of trailing edge, shear flow and initial disturbance. The numerical algorithm is based on CFD/CAA hybrid method with high-order computational aeroacoustic method. It is found that steady mean flow gradient terms play a crucial role on the generation of instability wave through the comparison of simulations of Simple Linearized Euler Equation and Full Linearized Euler Equation. Through the comparison with the results of Full Navier-Stokes Equation, it is reasonable and efficient to use the Full Linearized Euler Equation in the initial generation mechanism of the instability wave near the trailing edge.
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