배열된 원형 출구 Synthetic Jet의 박리유동 제어특성에 관한 실험적 연구

Abstract

Piezo-electric diaphragm으로 작동되는 synthetic jet을 박리 유동 제어에 적용하기 위한 실험을 수행하여 전산 수치 해석 결과와 유동 현상을 비교 분석하였다. 외부 유동이 없는 조건에서 열선 유속계를 활용한 출구 속도 측정 실험을 통해 작동 주파수와 출구 지름이 출구 유속 변화에 중요한 역할을 하고 있음을 검증했다. 출구 단면적이 동일한 조건의 실험에서는 동일한 유량이 출구를 통해 분출되더라도 출구 둘레의 길이가 커질수록 점성의 영향이 증가하여 출구 유속이 감소함을 알 수 있었다. 외부 유입류가 있는 inclined flat plate에서 synthetic jet 작동 전/후의 압력 계수 분포를 비교하여 유동 제어 성능을 결정하는 핵심 파라미터의 역할을 검증했다. 그 결과 주어진 박리 발생 조건에서 최적의 유동 제어 성능을 발휘하는 작동 주파수, 출구 지름, 출구 간격을 발견할 수 있었다.

The control of separated flow on an inclined flat plate using synthetic jet which actuated by piezo-electric diaphragm was investigated experimentally. Experimental results were compared with computational results in order to analyze flow physics. According to the result of jet velocity using hot wire anemometry with no cross flow, we found that actuation frequency and orifice diameter played important role in jet velocity. On the condition of same exit area, jet velocity was decreased because of exit perimeter which related with viscous effect. According to the result of measuring static pressure on the inclined flat plate with cross flow, we found that actuation frequency and orifice diameter and gap between orifices played important role in separation control performance.