국부적인 횡방향 벽면 속도가 존재하는 3차원 난류 경계층 유동에 대한 RANS 모델의 예측 성능 비교 평가
제14회 한국유체공학학술대회 (14NCFE) · 2026
초록 (원문) · KO
본 연구는 국부적인 횡방향 벽면 속도가 존재하는 3차원 난류 경계층 유동에 대한 RANS 난류 모델의 예측 성능을 비교 평가하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 유동 영역의 입구 조건으로 2차원 영압력구배 난류 경계층(2D ZPG TBL)을 설정하고, k-ω SST, BSL EARSM, SSG RSM 등 총 3종의 RANS 난류 모델을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 도출된 해석 결과는 고해상도 LES 데이터와의 비교를 통해 검증하였으며, 주요 유동 변수인 형상계수, 횡방향 벽면 전단응력, 압력 및 난류운동에너지 유동장을 바탕으로 각 모델의 예측 정확도를 평가하였다. 이를 통해 난류 모델이 정교해짐에 따른 예측 성능의 향상 정도를 파악하고, 복잡한 횡방향 전단 유동 영역에서 각 모델의 예측 한계와 오차 발생 경향을 확인하였다. 이를 통해 3차원 난류 경계층 유동에 대한 기존 RANS 모델들의 예측 특성을 정량적으로 파악하고, 복잡한 전단 흐름의 정확한 모사를 위한 난류 모델의 적용 방향을 제시하고자 한다.
