2차원 풍동 실험을 통한 병렬 실린더의 웨이크 갤로핑 특성 규명

Abstract

평행 병렬 사장재 케이블의 중심간격 및 풍속에 따른 웨이크 갤로핑 발현 특성을 2차원 부분모형 풍동실험을 통하여 규명하였다. 병렬 사장재를 모사하기 위하여 두 실린더를 나란히 경사배치 하였으며 중심간격 변화에 따른 풍상측 및 풍하측 실린더의 진동을 관찰하였다. 그 결과 중심간격이 지름의 3배에서 3.5배 사이인 경우 풍하측 실린더에서 단일 실린더일 때는 나타나지 않는 큰 진폭의 연직 진동, 웨이크 갤로핑이 발생하였으며 이는 중심간격이 넓어짐에 따라 점점 줄어들었다. 다음으로 강제가진장치를 통하여 중심간격에 따른 변동양력계수를 측정한 결과 단일 실린더일 때는 거의 0에 가까운 변동양력계수가 병렬로 배치되었을 때는 발생하였다. 또한 중심간격이 3.0D인 케이스는 7.0D 케이스에 비해 약 2배 이상의 변동양력계수 값을 나타내었다. 마지막으로 기류가시화 실험을 통해 유동장을 분석한 결과 웨이크 갤로핑이 발생하는 경우 전단층과 풍하측 실린더의 상호 작용으로 인한 연직 방향 공기력이 주기적으로 발생하는 것을 관찰하였고, 발생하지 않는 경우에는 전단층이 형성되지 않고 난류 조건 하에서 버페팅 응답을 하는 것을 확인하였다