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We investigate a vortex rings impinging on a 90 degrees edge by using a numerical method. To obtain the flow fields, we use a lattice Boltzmann method with multi relaxation times that is more stable than single relaxation time scheme. From the numerical simulations, the effects on the vortex structures are studied with different distances between the 90 degrees edge and the vortex ring axis. We focus on a fixed Reynolds number of 2100 and an incidence angle of 45 degrees. Our results show that when the ring axis and the edge lie on the same line, the vortex ring is separated into the same two parts. The two vortices induce complicated and vague vortex structures near the walls. On the other hands, secondary vortex rings are formed as the distance increases. Small-scaled vortices are generated around the primary vortices, and then the small vortices play an important role to form the secondary vortex rings. However, the shape of secondary vortex are dependent on where the small vortices are generated. Consequently, the secondary vortex rings show different aspect ratios for the distances.
#Vortex ring (와류고리) #Lattice Boltzmann method (격자볼츠만법) #Vortex reconnection (와류재연결) #Vortex structure (와류구조)

목차

ABSTRACT
1. 서론
2. 다중이완시간을 이용한 격자볼츠만법
3. 격자볼츠만법을 구현한 코드의 검증
4. 90도 모서리에 충돌하는 와류고리
5. 결론
References

참고문헌 (16)

참고문헌 신청
Brücker, C. / 2007 / Vortex dynamics in the wake of a mechanical fish / Experiments in Fluids 43(5):799~810 google schola Hedrick, T. L. / 2002 / Estimates of circulation and gait change based on a three-dimensional kinematic analysis of flight in coctatiels(Nymphicus hollandicus)and ringed turtle-doves(Streptopelia risoria) / Journal of Experimental Biology 205(10):1389~1409 google schola Fuchiwaki, M. / 2013 / Dynamic behavior of the vortex ring formed on a butterfly wing / Experiments in fluids 54(1):1450~1461 google schola Gupta, D. / 2020 / Design and development of a vortex ring generator to study the impact of the ring as a gust / bioRxiv google schola New, T. H. / 2017 / Head-on collisions of vortex rings upon round cylinders / Journal of Fluid Mechanics 833:648~676 google schola

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