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The flow pattern of air layers and skin-friction drag reduction by air injection are investigated to find the suitable multiphase flow model using unstructured finite-volume CFD solver for the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. In the present computations, two different multiphase flow modeling approaches, such as the Volume of Fluid (VOF) and the Eulerian Multi-Phase (EMP), are adopted to investigate their performances in resolving the two-phase flow pattern and in estimating the frictional drag reduction. First of all, the formation pattern of air layers generated by air injection through a circular opening on the bottom of a flat plate are investigated. These results are then compared with those of M kiharju’s experimental results. Subsequently, the quantitative ratios of skin-friction drag reduction including the behavior of air layers, within turbulent boundary layers in large scale and at high Reynolds number conditions, are investigated under the same conditions as the model test that has been conducted in the US Navy"s William B. Morgan Large Cavitation Channel (LCC). From these results, it is found that both VOF and EMP models have similar capability and accuracy in capturing the topology of ventilated air cavities so called‘air pockets and branches’. However, EMP model is more favorable in predicting quantitatively the percentage of frictional drag reduction by air injection.
#Air injection(공기 주입) #Air layer(공기층) #Skin-friction drag reduction(마찰항력 감소) #Sweep angle(후퇴각) #Multiphase model(다상유동 모델)

목차

1. 서론
2. 수치해석 방법
3. 후퇴각 평가 시뮬레이션
4. 마찰력 평가 시뮬레이션
5. 결론
References

참고문헌 (19)

참고문헌 신청
Antal, S. P. / 1991 / Analysis of phase distribution in fully developed laminar bubbly two-phase flow / International Journal of Multiphase Flow 17:635~652 google schola Dogrul, Ali / 2010 / A numerical investigation of air lubrication effect on ship resistance / International Conference on Ship Drag Reduction Smooth-Ships google schola Elbing, B. R. / 2008 / Bubble-induced skin-friction drag reduction and the abrupt transition to air-layer drag reduction / Journal of Fluid Mechanics 612:201~236 google schola 김형태 / 2003 / 폴리머 수용액 주입에 의한 난류마찰저항 감소에 대한 실험 연구 / 대한조선학회 논문집 40(3):9~15 google schola Kim, H. J. / 2017 / Numerical study on the bifurcation mechanism of air layer on the flat plate / Proceedings of the Annual Autumn Conference of SNAK google schola

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