Abstract

In this study steady state solutions of cavity flows driven by two moving walls are studied. The north and east walls of the cavity are movable where as the remaining two walls are fixed in space. Numerical experiments for three different driving schemes for moving walls are done at two different Reynolds numbers of Re=40 and 400. The first scheme is to accelerate north and east walls simultaneously. In the second one, the north wall is started first and the east wall is accelerated later. In the third one the east wall starts first. It is usually expected that all these three cases yield the same steady state solution after sufficiently long time. However, present numerical experiments show that such a usual belief is valid only when the Reynolds number is low enough (Re=40). At higher Reynolds number (Re=400), the flow develops to three different steady states depending on the history of the boundary condition change.

본 연구에서는 2 차원 캐비티 유동에서 경계조건 부여 방법의 차이에 따른 유체유동의 이력이 최종적인 정상상태에 미치는 효과를 수치실험을 통하여 관찰하였다. 그 결과 유동의 Reynolds 수가 작은 경우는 유동장이 가지는 이력이 시간의 경과와 함께 소멸하여 하나의 정상유동 상태를 가지는데 반하여, 큰 Reynolds 수에서는 유동장 이력이 소멸하지 않고 유지됨으로 인하여 다수의 정상유동 형태가 나타남이 확인이 되었다. 엄밀한 이론적 해석은 현재 이루워지지 않았으나 유체 운동량의 증가에 따라 Navier-Stokes 방정식의 비선형성이 영향을 미치고 있다고 여겨진다.

Keywords

• History Effect;
• Multiple Steady State Solution;
• Cavity Flow;
• Pure Vector Potential Method;
• One Equation Method

• 이력효과;
• 다중정상해;
• 캐비티유동;
• 순수 벡터 포텐셜 방법;
• 1-방정식 방법;