연구 개발

회 류 는 유체 역학 의 중요 한 특징 중의 하나 이다.공기 동력학 에서 와류 는 비행기의 비행 특성 에 직접적인 영향 을 미 치기 때문에 설계 단계 에서 반드시 고려 해 야 한다. 해양학 에서 와류 의 시공 변 화 는 과학자 가 해류 환류 의 중요 한 수단 이 고 공업 분야 에서 전체 내 연기 관 의 설계 단계 와 같다.와류 검 측 은 중요 한 연구 과제 로 유동 시각 화 에서 특징 적 인 방법의 한 가지 에 속한다.또 도체 가 변화 하 는 자기 장 이나 자기 장 운동 에 비해 와류 가 발생 하기 때문에 와류 검 측 은 전자 공학 분야 의 또 다른 연구 과제 인 원 거리 회 류 검 측 이다.현재 국내외 와류 검 측 기준 은 크게 세 가지 로 나 눌 수 있다. 점 을 바탕 으로 하 는 기준, 기 하 곡선 을 바탕 으로 하 는 기준 과 와류 시 뮬 레이 션 방법 이다.점 을 바탕 으로 하 는 준칙 은 흔히 와류 가 높 은 회전 속 도 를 가 진 구역 이 라 고 가정 하거나 가장 작은 압력 점 이 와류 의 핵심 으로 존재 한다. 이것 은 와류 중의 단일 점 또는 유한 한 이웃 지역 에서 샘플링 점 의 물리 적 특성 에 달 려 있다. 예 를 들 어 압력, 와류 진폭 과 나선형 도 등 이다.일부 샘플링 포인트 의 속도 벡터 또는 속도 경도 장 량 으로 부터 압력, 속도 등 물리 적 성질 을 계산 해 낸다. 그러나 압력 이 가장 적은 곳 은 반드시 소용돌이 핵 이 존재 하 는 곳 이 아니 라 유동 의 다른 특성 으로 인해 발생 할 수도 있다. 자주 사용 하 는 방법 은 주로 저압 법 이 있다.고 나선형 방법, 정 Q 방법, 특징 벡터 방법 과 두 번 째 특징 치 방법.이런 방법 은 모든 상황 에서 와류 를 추출 할 수 없다.주요 문 제 는 회전 속도 와 진폭 이 비교적 작은 '약' 와류 가 검 측 되 지 못 한 것 이다. 샘플링 포인트 의 선택 은 검 측 결과 에 큰 영향 을 미 치고 누 검 과 오 검 의 확률 이 비교적 높다. 1 단계 유사 도 현저 한 결함 이 있다.이 를 위해, 1 단계 미분 을 고급 미분 으로 대체 하 는 개선 방안 을 제시 했다.나선형 이나 무늬 에 기초 한 개념 으로 기하학 적 또는 무늬 를 바탕 으로 하 는 라인 의 직관 적 기하학 적 특성 이다.위의 특징 은 순간 유선 을 사용 하여 소 용 돌 이 를 나타 낸다.전형 적 인 방법 은 곡률 중심 검사 법 과 전 각 법 이 있다.곡률 중심 검 측 방법 은 2 차원 이미지 중의 모든 샘플링 포인트 의 곡률 중심 을 계산한다.그리드 중심의 곡률 이 매우 작 기 때문에 그리드 중심의 곡률 이 매우 작 기 때문에 그리드 중심의 곡률 은 매우 작다.격자 구분 후 한도 값 검색 포인트 밀도 가 높 은 피크 패턴 구역 만 설정 하면 됩 니 다.이 방법 은 점 에 기초 한 검 측 기준 과 유사 한 점 이 있다.예 를 들 어 샘플링 포인트 의 선택 은 검 측 결과 에 큰 영향 을 주 고 누 검 률 과 오 검 률 이 모두 높다. 왜냐하면 라인 은 하나의 규칙 적 인 포물선 이 아니 기 때문에 곡률 중심 이다.

의 계산 도 많은 실제 문제 에 부 딪 혔 다.와 인 딩 각도 법 은 한 점 주변의 동선 을 클 러 스 터 로 선택 하고, 커 브 각도 와 거리 설정 기준 에 따라 와류 검 사 를 한다.점 에 기반 한 측정 기준의 단점 을 극복 하고 소용돌이 속도 가 느 린 미약 한 와류 가 검출 되 며 계량 화 된 계산 과 평가 가 용이 하 다 는 것 이 장점 이다.이 연구 에서 Portela [5] 는 2 차원 와류 검 측 수학 구 조 를 제시 하고 한 개의 공간 점 을 중심 으로 하 는 나선형 운동 에 대응 하 며 미분 기하학 적 개념 을 도입 했다.Jordan 구 조 는 중심 점 집합 과 소포 운동 의 기하학 적 특성 을 정의 한다.또한 와류 지역 은 갈릴레이 의 불변성 을 가지 고 있 지만 대부분 와류 핵 을 추출 하 는 방법 은 참고 학과 에 의존한다.문헌 [6] 에서 와류 구역 의 척 선과 곡 선 을 추출 하고 좌표계 에서 와류 핵심 의 한계점 을 검 측 한다.이 같은 방법 은 모두 와류 검 측 수학 적 방법 에 의 해 표 현 된 플 로 우 필드 특성 에 기초 하고 있다.소음 이 존재 하 는 상황 에서 이들 은 불안정 하기 때문에 일부 와류 시 뮬 레이 션 방법 이 나 타 났 다. 템 플 릿 맞 춤 법 으로 플 로 우 필드 를 계산 하고 템 플 릿 을 디자인 한다.유사 치 최대 로 플 로 우 필드 특징 을 추출 합 니 다.이 방법 은 수학 계산 과정 을 간소화 하고, 볼 륨 법 을 플 로 우 필드 의 패턴 에 적용 한다.단점 은 소음 에 민감 한 것 이다.

연속 와류 시 뮬 레이 션 방법 은 소 파 변환 을 통 해 류 장 을 와류 와 조직 구조의 준 고 스 백색 소음 두 부분 으로 분해 한 다음 에 다 중 척도 에서 정교 소 파 계수 의 분산 한도 값 에 따라 와류 추출 을 한다.와류 가 추출 되다.검 측 과정 은 와류 핵 추출 과 와류 껍질 추출 두 부분 으로 나 뉜 다.전 자 는 Sperner 리드 를 바탕 으로 삼각형 격자 의 정점 을 나타 내 는 속도 벡터 방향 을 표시 하고 가장 관건 적 인 점 을 포함 할 수 있 는 삼각형 격자 를 찾 아 냈 다.서브 방법 은 와 각 주변의 동선 교점 의 갯 수 와 위 치 를 기록 하 는 동시에 전자 검 측 결 과 를 검증 하 는 역할 을 한다.이 방법 에서 의 척도 적 인 파 라 메 터 는 대화 형 와류 검사 방법 을 개발 하 는 데 도움 이 된다.구체 적 인 수치 시 뮬 레이 션 은 세 가지 로 나 눌 수 있다. 하 나 는 르 노 시간 평균 법 이다.르 노 평균 운동 방정식 과 맥동 방정식 을 바탕 으로 이론 적 분석 과 실천 경험 에 따라 르 노 평균 방정식 을 폐쇄 하 는 가설 조건 을 세 웠 다.평균 난기류 의 폐쇄 방정식 을 다 룬 이론 적 계산여기 서 가장 전형 적 인 것 은 k 소쇄 모델 과 대수 응력 모델 (ASM) 이 고 직접 수치 시 뮬 레이 션 (DNS) 은 매우 정교 한 격자 로 직접 와류 운동 을 구 해 한다.3 차원 비정 상 Navier - Stoke 방정식 은 각 척도 에서 의 순간 적 인 양 을 계산 하여 완전한 플 로 우 필드 정 보 를 얻 었 다.소용돌이 속 의 최소 척도 와 이 를 계산 해 낼 수 있다.소용돌이 시 뮬 레이 션 방법 은 정확하게 묘사 할 수 있 지만 엄 청 난 저장량 과 계 산 량 이 존재 하기 때문에 컴퓨터 가 감당 하기 어렵 고 소용돌이 시 뮬 레이 션 방법 은 순간 르 노 방정식 을 사용 하여 와류 중의 큰 척도 와 회 를 모 의 한다.유사 모델 을 사용 하여 작은 소용돌이 가 큰 소용돌이 에 미 치 는 영향 을 고려 하여 아 그리드 응력 척도 모델 이 라 고 한다.이 세 가지 방법 중에서 직접적인 수 치 를 모 의 하 는 것 이 가장 완전한 방법 이다. 두 가지 단점 만 있다. 계 산 량 이 많 고 비교적 낮은 르 노 수 에 만 적 용 될 수 있다. 르 노 시간 평균 법 은 평균 수 치 를 계산 하고 계 산 량 이 적다.단점 은 모델 의 영향 이 커서 고 르 노 수 에 만 적 용 된 것 이다.소용돌이 시 뮬 레이 션 방법 은 전방위 적 이다.소용돌이 시 뮬 레이 션 방법 은 직접적인 수치 시 뮬 레이 션 방법 으로서 와류 주체 구조의 속도 장 을 얻 고 회 류 를 더욱 정확하게 반영 할 수 있다.끊 임 없 는 운동 과 발전.상술 한 세 가지 방법 중에서 앞의 두 가 지 는 서로 다른 발전 단계 에 속 하 는 방법 이다.그 중에서 점 을 바탕 으로 하 는 검 측 은 초기의 전통 적 인 방법 에 속 하고 기 하 곡선 을 바탕 으로 하 는 검 측 기준 은 유동 시각 화 기술 의 발전 을 바탕 으로 제 기 된 것 이다.와류 시 뮬 레이 션 방법 은 서로 다른 응용 분야 에서 발전 하 는 방법 으로 구체 적 인 응용 과 밀접 하 게 결합 된다.와류 검 사 는 약간의 진전 을 이 루 었 으 나 아직 까지 통일 적 인 와류 정 의 를 내리 지 못 해 연구 에 큰 어려움 을 가 져 왔 다.이런 부분 에서 기 존의 연구 문헌 에서 Roth - martin 만 소용돌이 에 대한 정 의 를 비교 분석 했 지만 아직 통 일 된 정 의 를 내리 지 못 했다.따라서 와류 검 측 은 아직도 일부 기본 적 인 이론 적 문 제 를 해결 해 야 한다.이 밖 에 와 인 딩 각 법 은 기 하 곡선 에 기초 한 검 측 기준 에서 도 전도 가 유망 한 방법 이다.

는 이 방법 에 대한 개선 과 확장 에 대해 연구 할 만 한 부분 이 많다. 예 를 들 어

1) 유선 상의 관건 점 을 꼬 임 각도 의 규칙 에 융합 시 키 고 관건 점 부근의 동선 만 추적 하여 전체 검색 을 피한다.

2) 이 방법 을 3 차원 공간 으로 확대 하지만 계산법 의 수렴 성 이 비교적 떨어진다.곡선 은 곡면 으로 펼 쳐 져 야 한다.타원 검 측, 공역 일치 와 시간 영역 추적 은 와류 검 측 에서 자주 사용 하 는 기술 이다.어떻게 실제 응용 과 결합 하여 이런 기술 을 개선 하고 보완 하 는 지 는 더 깊이 연구 해 야 한다.