주기적인 거대구조가 천장제트의 전개에 미치는 영향

Abstract

충돌제트 중 round jet나 pool fire와 같은 유동형태에서는 평판과 충돌하기 전의 유동에 규칙적인 거대구조들을 포함하고 있다. 이들의 주기적인 거대 구조들은 충돌 후에 형성되는 유동장의 유동구조 및 경계층 형성 등에 직접적인 영향을 줄 것으로 생각되지만 이에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 화재 크기가 큰 경우에서는 화재 plume 자체가 난류가 되어 본 연구에서 관찰하고자하는 화원에서 생성된 주기적인 운동을 효과적으로 관찰하는 것이 불가능하게 된다. 또한 층류 영역의 화원에서 실험할 경우에는 화원크기가 고정되기 때문에 화원크기에 해당하는 고유한 변동주기만을 관찰해야 하는 실험상 제약을 가지게 되어 본 연구에서는 가진 주파수의 변동이 가능한 유동장을 실험조건으로 선정하였다. 본 연구는 화재에서 발생하는 주기적인 plume이 천장에 부딪혀 전개되는 ceiling jet의 거동을 이해하고자하는 목적을 가지고 있다. 이를 위해 먼저 실물 pool fire의 연기선단 가시화를 실시하여 천장 아래에 형성되는 연기선단의 거동을 파악하였으며, 이렇게 파악된 ceiling jet의 거동을 체계적으로 분석하기 위하여 등온 유동 조건에서 우선적으로 주기적인 변동이 없는 경우의 ceiling jet 거동을 파악하고 이를 주기적인 변동이 있는 경우의 결과와 비교하였다. 또한 각 조건에서의 DNS 수치해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다.