Heat transfer measurements have been made in separated, reattached, and redeveloped regions of a two-dimensional incompressible turbulent air flow past a single vertical fence.
The flow separation occurred at about one fence height upstream from the front of the fence, and the flow reattachment occurred at about twelve fence heights downstream from the fence.
The position of separation point and reattachment point were independent of the Reynolds number which ranged from 13,000 to 39,000 in this investigation.
It was found that the local heat transfer coefficient is maximum at the reattachment point and minimum at the separation point upstream of the fence.
For most of the region, the heat-transfer coefficient has a power law relationship with the upstream velocity, i.e., $h∝U^0.7_o$.
Empirical equations for the Nusselt number at the reattachment point were obtained as a function of the Reynolds number.
Measurements of the velocity, pressure, temperature, and turbulence properties have also been made.
In the redeveloped region, the heat transfer was found to be higher than that of the conventional turbulent boundary layer flow on the flat plate.
박리 및 재 부착 난류 유동에서의 열전달 특성을 실험적으로 구하기 위해 2차원 저속 풍동 내에서 Fence 를 지나는 유동에 대한 유동장 및 Fence 가 부착된 면 위의 온도 분포를 측정 하였다.
Reynolds 수를 변화 시켜 가면서 벽에서의 압력 분포와 온도 분포를 측정하고 또한 속도 분포를 측정한 결과 Reynolds 수와는 무관하게 유동의 박리는 Fence 전방으로 X/H = -1 인 지점에서 일어났고 유동의 재 부착은 Fence 후방 X/H = 12 근처에서 일어났다.
Fence 후방의 박리 구역에서 평균속도 분포 형상 및 평균 온도 분 포 형상은 상사성(Similarity)를 띠고 있었으며 박리 구역을 회류 부분과 Bypass 부분으로 나누는 Dividing Streamline 부근에서 심한 Mixing 이 일어남을 난류 강도 측정으로 부터 알 수 있었다. Fence 가 위치한 면 상에서의 열전달은 박리점에서 최소값을 나타 내었고 재 부착점에서 최대값을 나타 내었으며 국부 Nusselt 수는
Reynolds 수의 0.7승에 종속됨을 알수 있었다. 특별히 재 부착점에서의 Local Nusselt Number 는 다음과 같이 Reynolds 의 함수로 표시되는 실험식이 구해졌다.
$Nu_R = 0.021 Re^{0.68}$
또한 X/H = 20 이상의 Fence 하류에서 재 발전된 영역에서의 열전달은 일반적인 평판의 난류 경계층에서의 열전달보다 큰값을 나타내었는데 그 이유는 Fence 에 의해 생성된 난류 경도가 확산되어 커졌기 때문에 Convection 이 더 심하게 일어나기 때문이다.
