In the present study, blended models, which combine hybrid RANS/LES techniques and a correlation-based transition model, have been developed for simulating the unsteady wake and laminar-turbulence transition inside the boundary layer. To ensure that the base models work well in their own flow regimes of interest, and to achieve smooth transition between the flow regimes, a new blending function was developed based on an empirical analogy from the r-Re_theta transition model and existing blending function of the k-w SST turbulence model. The new blended models were implemented in a three-dimensional incompressible flow solver based on unstructured meshes. Validations of the blending function and the blended models were conducted for a circular cylinder at a supercritical Reynolds number, an airfoil at high angle of attack, and an axisymmetric underwater vehicle at a straight course. The results of the blended models were compared with those of the base models and the experiments. It was found that the new blending function assures the proper conversion between the base models, and the blended models work well for simultaneous capturing of the boundary layer transition and the unsteady wake fluctuation.
본 연구에서는 경계층내의 층류-난류 천이현상과 비정상 후류의 모사를 위해 hybrid RANS/LES 기법과 correlation기반 천이모델을 병합한 blended 모델들을 개발하였다. Base 모델들이 관심 영역에서 제대로 동작하게 하고 영역간 원할한 전환를 위하여 r-Re_theta 천이모델 및 k-w SST 모델의 함수에 기반한 새로운 blending 함수를 개발하였다. 새로운 blended 모델은 비정렬 격자에 기반한 3차원 비압축성 유동 해석 코드에 적용되었다. 초임계 레이놀즈수의 원형 실린더, 고받음각 익형, 직선운동하는 축 대칭 수중운동체를 통해 blending 함수와 blended 모델들의 검증을 수행하였다. Blended 모델의 해석 결과는 base 모델들의 결과 및 실험치들과 비교하였다. 새로운 blending 함수는 base 모델들간의 원할한 변환을 보장하였으며, blended 모델들은 경계층 천이와 비정상 후류 변동을 동시에 포착하는데 있어 잘 동작하였다.
