A Study on the Heat Flow Characteristics of Corrugated Structure for Array Jet Impingement Cooling

배열 충돌제트는 국소 열전달 성능이 우수하여 가스터빈의 연소기, 베인, 블레이드 등과 같이 높은 냉각성능이 필요한 분야에 적용되고 있다. 하지만 제트가 충돌 후 발생하는 횡방향유동의 영향으로 하류방향으로 갈수록 제트가 편향되어 열전달 성능이 감소하게 된다. 이에 본 연구에서는 제트 홀 사이의 공간을 증가시킨 파형 구조를 이용하여 냉각 성능을 향상시키는 연구를 진행하였다. 제트 홀의 평균유량은 레이놀드수 10,000이며 ANSYS-CFX 17.2를 사용하여 수치해석을 진행하였다. 변형된 파형구조는 날개 모양의 구조물을 추가로 설치하여 충돌 후 냉각공기가 유입되어 흐를 수 있는 이차유로를 형성함으로써 충돌면에서의 평균 Nusselt 수가 기존 파형구조보다 높게 나타났다. 또한 제트판과 충돌면 사이 간격(h/d)이 클수록 제트의 발달로 인해 정체점에서의 최대 Nusselt 수가 증가하였다. 따라서 제트판과 충돌면 사이의 간격(h/d)이 작을수록 변형된 파형구조의 열전달 성능이 기존 파형구조보다 냉각성능이 높게 나타나는 것을 확인하였다.