전체 글159 2 상류 또는 다상유동의 개념 오늘은 2 상류에 관하여 알아보도록 하자. 1. 공동현상 밀폐된 진공 용기 속에 액체를 조금 넣은 후 전부 증발시켰을 때 나타나는 압력을 증기압이라고 한다. 그곳에 액체를 더 주입하면 드디어 증발이 멈추고 평형 상태가 된다. 이때의 증기압을 포화증기압(Saturated vapor pressure)이라고 하며, 이 포화 증기압은 온도가 증가하면 상승한다. 또 어떤 액체의 절대 압력이 그 액체의 온도에 대한 포화 증기압 이하로 낮아지면, 비등한다. 따라서 그 부분에 기포가 발생하는데, 이 현상을 공동현상 (Cavitation)이라 한다. 이 기포는 가시적으로 작다. 물속에는 용해된 공기와 용해되지 않은 채로 작은 공기포가 존재한다. 압력의 저하에 따라 우선 작은 기포(공기)가 발생하고 다음에는 수증기가 발생.. 2022. 9. 16. 직접 수치 모사 (DNS, Direct Numerical Simulation) 오늘은 직접 수치 모사 (DNS, Direct Numerical Simulation)에 관하여 알아보자. DNS는 난류 유동에 사용되는 방정식인데, 가장 작은 난류 에디와 가장 빠른 변동까지 포착하기 위해 충분히 세밀한 격자망과 충분히 작은 시간 간격으로 시간 변화의 해를 직접 구하는 방법이다. Reynolds와 Moin and Mahesh는 DNS의 하기와 같이 잠재적 이점을 설명하였다. 1. DNS를 통해 유동 내 임의의 지점에서의 난류의 자세한 속성, 난류의 수송 및 에너지 편성을 정확히 계산할 수 있게 한다. 이것은 새로운 난류 모델의 개발과 검증에서 유용하게 사용되고 있다. DNS 해석 결과에 무료로 접근하여 데이터를 취할 수 있는 사이트도 나타나고 있다. 2. 실험으로 측정 불가능한 순간 유동.. 2022. 9. 14. 중심차분법의 이산화기법 오늘은 중심 차분법의 이산화기법의 특성에 관하여 알아보자. 대류와 확산이 공존하는 문제에서 어떤 경우에는 위글과 같은 현상이 발생하여 중심 차분법이 실패하므로 이산화 기법의 특성에 대해 깊은 고찰이 필요하다. 이론적으로 격자수가 무한히 많으면 사용한 차분법과 상관없이 해석 결과는 수송 방정식의 엄밀해와 구별하기 어렵다. 하지만 실제 해석에서는 유한개의 격자를 사용하므로, 이산화 기법이 다음의 기본 특성을 가질 때만 해석 결과가 물리적으로 타당하다. 가장 중요한 특성들은 보존성, 유계성, 수송성이다. 먼저 보존성은 유한개의 검사 체적에 대해 대류-확산 방정식을 적분하면, 검사 체적 면을 통과하는 물리량 a의 플럭스를 포함한 일련의 이산화 보존 방정식을 얻는다. 풀고자 하는 계산영역 전체에 걸쳐 a의 보존을.. 2022. 9. 10. Large Eddy Simulation(LES)를 위한 경계조건 오늘은 LES를 위한 초기 조건과 경계조건에 대해 알아보도록 하자. LES 계산에서는 비정상 Navier-Stokes 방정식을 풀기 때문에 적절한 초기 조건과 더불어 경계조건들이 필요하다. 초기조건을 잡는 방법은 정상유동의 경우, 유동의 초기 상태는 정상상태에 도달할 때까지의 시간을 결정한다, 따라서 질량 보존을 만족하며 적절한 난류 레벨 혹은 스펙트럴 내용을 갖는 가우스의 무작위 변동이 포함된 것을 초기조건으로 설정한다. 만약 시간-종속적인 유동의 전개가 초기 상태에 따라 달라진다면 초기조건은 보다 정확하게 지정할 필요가 있다. 벽면 조건의 경우, 만약 LES를 필터링한 Navier-Stokes 방정식을 벽면까지 적분한다면 점착 조건이 적용되며, y+ 2022. 9. 8. k-e 모델 오늘은 CFD에서 가장 많이 쓰이는 난류 모델 중 하나인 k-e 모델에 관하여 알아보도록 하자. k-e 모델은 가장 널리 사용되고 있는 검증된 난류 모델이다. 이 모델은 모델 상수를 문제에 따라서 일일이 조정할 필요 없이 다양한 전단 층 유동과 재순환 유동의 계산에 성공적으로 적용되어 왔다. 특히, 이 모델은 레이놀즈 응력이 지배적인 내부의 갇힌 유동에 잘 맞고 있다. 다양한 분야의 공학적 현장에 적용되고 있음은 그 인기를 입증해 주는 것이다. 부력의 효과를 포함한 변화된 모델도 보고되고 있다. 이러한 모델은 대기 혹은 호수에서의 오염 확산이나 화재 모사와 같은 환경 문제에도 적용되고 있다. 표준 k-e 모델이 많은 문제에 성공적으로 적용되었음에도 불구하고, 갇힌 유동이 아닌 경우에는 부분적으로 잘 맞고.. 2022. 9. 6. LES 모델 (Large Eddy Simulation, LES) 오늘은 난류 모델 중 하나인 LES에 관하여 알아보도록 하자. 거의 1세기에 걸친 RANS 난류 모델 개발의 노력에도 불구하고 폭 놃은 실제의 응용성을 지닌 범용 모델은 아직도 존재하지 않는다. 이것은 대부분의 경우 대형 에디와 소형 에디의 거동에 있어서 차이가 있기 때문이다. 소형 에디는 거의 등방성이며 (적어도 적당히 높은 레이놀즈수의 난류 유동에서는) 보편적인 거동을 보인다. 반면, 평균 유동과 상호작용하여 그로부터 에너지를 추출하는 대형 에디는 비등방성 경향을 보이며 그 거동은 중진 문제 영역의 기하학적 형태, 경계조건 및 체적력에 의해 결정된다. 레이놀즈-평균 방정식을 사용하면 모든 에디 들의 종합적인 거동들을 하나의 난류 모델에 표현해야 하는데, 대형 에디 들이 문제에 따라 달라진다는 사실 때.. 2022. 9. 4. 이전 1 ··· 17 18 19 20 21 22 23 ··· 27 다음