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간섭영상을 이용한 이차원 표면전단응력 분포 측정에 관한 연구
Measurement of Two-Dimensional Skin Friction Distribution Using the Overall Fringe Images

이한상   (한국항공대학교 대학원UU0001478  ); 이열   (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부UU0001478  ); 윤웅섭   (연세대학교 기계공학과UU0000936  );
  • 초록

    모델 표면의 임의 영역에서 나타나는 이차원 전단응력의 분포를 측정하는 실험적 연구가 수행되었다. 오일막 위에 형성된 간섭영상을 이용한 이 측정법은 시험부 표면에 있는 오일막의 국소 기울기의 분포로부터 오일 윤활이론을 적용하여 전단응력의 분포를 얻어낼 수 있다. 평판 위에 수직으로 설치된 원형 실린더 전방의 박리영역에 이 측정법을 적용되어 전단응력의 이차원 분포가 측정되었다. 실험에서 관찰된 전단응력 분포는 유사한 유동조건에서 얻어진 과거 실험 및 수치결과와 비교분석 되었으며, 연구에서 전단응력 분포가 다른 연구결과들과 서로 잘 일치하고 있음이 관찰되어 이 측정법의 응용성이 검증되었다.


    An experimental research program providing knowledge to measure two-dimensional skin friction variation over a certain region of model surface is presented. In the oil-fringe imaging skin friction(FISF) technique, local slope of a thin oil applied on a test surface is measured from the interference fringe patterns on the oil surface, and its information is then related to the applied shear over the oil by the thin-oil lubrication theory. The FISF technique has been applied for a separation flowfield ahead of a circular cylinder vertically mounted on a flat plate, and it has been found that the FISF skin friction results show good comparison with the other numerical/experimental data obtained for similar conditions. implying an applicability of the technique.


  • 주제어

    표면마찰 .   간섭 .   오일막 유동 .   유동박리.  

  • 참고문헌 (12)

    1. Monson, D., Mateer, G., and Menter, F., 1993, "Boundary-Layer Transition and Global Skin Friction Measurement with an Oil-Fringe Imaging Technique," SAE Paper No. 932550, September 
    2. Dargahi, B., 1989, "The turbulent flow field around a circular cylinder," Experiments in Fluids, Vol. 8, pp.1-12 
    3. Tanner, L. H., and Blows, L. G., 1976, "A Study of the Motion of Oil Films on Surfaces in Air Flow with Application to the Measurement of Skin Friction," Journal of Physics E: Scientific Instruments, Vol. 9, No. 3, pp.194-202 
    4. Tseng, M., H., Yen, C. L., and Song, C. S., 2000, "Computation of three-dimensional flow around square and circular piers," Int. J. Num. Meth. Fluids, Vol. 34, pp.207-227 
    5. 강수진, 이 열, 1999, "빛의 간섭현상을 이용한 임의영역에 걸친 표면전단응력 측정에 관한 연구," 한국항공우주학회 논문집 제27권 제4호, pp.128-134 
    6. Garrison, T., Ackman, M., 1998, "Development of a Global Interferometer Skin-Friction Meter," AIAA Journal, Vol. 36, pp.62-86 
    7. Winter, K., 1977, "An Outline of the Techniques Available for the Measurement of Skin Friction in Turbulent Boundary Layer," Progress in Aeronautical Sciences, Vol. 18, pp.1-57 
    8. Zilliac, G., G., 1996, "Further Developments of the Fringe-Imaging Skin Friction Technique," NASA Technical Memorandum 11042 
    9. Naughton, J. W., and Brown, J. L., 1996, "Surface Interferometric Skin-Friction Measurement Technique," AIAA Paper 96-2183 
    10. Squire, L. C., 1961, "The Motion of a Thin Oil Sheet Under the Steady Boundary Layer on a Body, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 11, pp.161-179 
    11. Hecht, E., 1990, Optics, 2nd ed., Addison Wesley, pp.346-350 
    12. Garrison, T. J., 1994, "The Interaction Between Crossing-Shock Waves and a Turbulent Boundary Layer," Ph.D. Dissertation, Pennsylvania State Univ., August 

 저자의 다른 논문

  • 이열 (21)

    1. 1997 "He-Ne 레이저를 이용한 표면전단응력 측정에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 21 (7): 939~947    
    2. 2000 "가압 분무실내 스프레이 충돌판에서 나타나는 비정상 열전달 측정에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 24 (1): 60~67    
    3. 2002 "노즐 탭과 노즐 내부 낮은 돌출부가 초음속 제트유동장에 미치는 영향에 관한 연구" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 30 (5): 24~31    
    4. 2003 "음속 이차유동 분출시 나타나는 초음속 노즐 내부 유동장에 관한 연구" 한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers 7 (3): 45~52    
    5. 2003 "충격파와 난류 경계층 간섭유동 제어에서의 유동 가시화" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 31 (7): 32~40    
    6. 2005 "H대학교 아음속 풍동 개념설계" 한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics 13 (4): 92~99    
    7. 2005 "스크린 설치에 따른 초음속 제트유동 변화에 관한 연구" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 33 (8): 92~98    
    8. 2006 "슬롯 형상이 경사충격파 간섭유동의 피동제어에 미치는 영향에 관한 연구" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 34 (12): 18~24    
    9. 2007 "경사충격파 간섭유동의 피동제어에 관한 수치해석적 연구" 한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers 11 (2): 18~25    
    10. 2008 "마이크로 초음속 제트유동 특성에 관한 실험적 연구" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 36 (8): 774~779    
  • 윤웅섭 (54)

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