해석 특성
- 과도 흐름
- 2D 내부 흐름
- 난류
- 압축성
- 비단열
참조
Saad, M.A., “Compressible Fluid Flow, 2nd edition,” Prentice-Hall, New Jersey,1993.
문제 설명
충격 튜브의 압축성 흐름은 전형적인 가스 역학 문제입니다. 이상적인 흐름(마찰 없음)에서 정상적인 충격 관계는 충격 속도 및 충격의 다운스트림 조건을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.
이 검증 케이스의 경우 충격 튜브(길이 10m, 지름 0.2m)는 초기 정적 압력 비율 3:2로 모델링됩니다. 초기 압력 조건은 실제 충격 튜브의 분할막을 시뮬레이션합니다. 일단 막이 분리되면 더 높은 압력이 낮은 압력의 공기로 확장되고 정상적인 충격이 초음속으로 튜브 아래로 이동됩니다. 충격 속도는 막 전체의 초기 조건 압력 비율에 따라 결정됩니다.
형상 및 경계 조건
초기 조건:
- 높은 압력 = 44.1 psia, 300K
- 낮은 압력 = 29.4 psia, 300K
경계 조건:
- 슬립 벽
- 왼쪽 모서리 - 44.1 psia, 300 K
- 오른쪽 모서리 - 29.4 psia, 300 K
결과
다음 그림은 막이 끊어지기 전(맨 위) 및 끊어진 후(맨 아래)의 시나리오를 보여 줍니다.
| 이상적인 흐름(벤치마크 ) | 2016: 빌드 20150209 | 오류 비율 | 2017: 빌드 20160302 | 오류 비율 | |
| 충격 Ma | 1.09 | 1.178 | 8.08 | 1.177 | 7.99 |
| P2 = P3 | 1.464 atm | 1.452 | 0.78 | 1.450 | 0.95 |