The behavior of a viscous axisymmetric vortex ring being reflected from a wall is investigated. The incompressible Navier-Stokes equations formulated in terms of the vorticity function and the vector potential are numerically solved by both explicit and implicit finite difference methods. To specify the vector potential at a far boundary from the wall, the existing integral method used so far only for an unbounded domain is modified by a kind of image method.
The trajectory of the vortex ring calculated as a result closely resembles that observable from the experiment.
와환의 벽면반사는 유동의 가시화를 통하여 관찰할 때 정성적인 측정 밖에 할 수 없으며, 그 또한 중력의 영향 하에 있으므로 자세한 관찰에 어려움이 있다. 따라서 수치적 방법이 요구된다.
본 논문에서는 자유경계면의 경계치를 적분 방법(Integral Met hod)과 이미지 방법(Image Method)을 통하여 계산하였다. 또한, 수치계산의 정확성을 보이기 위해 두 가지 방법 (;Explicit-, Implicit-Method)으로 수치해를 계산하였다.
본 논문을 통하여, 와환의 벽면반사에 대한 물리적인 이해와, 레이놀즈수(Re), 반경비(Rr)와 초기 거리(H)에 대한 효과가, 자세히 보여질 것이다.
