본 연구에서는 blockage를 가지며 균일한 일정 온도로 유지되는 평행 평판내에 유체가 강제 대류시(Re=100,200,400) 층류 정상 상태에서 일어나는 blockage 부근의 유동 특성, 온도 분포, 열전달 특성 및 압력 강하 등에 관한 수치 해석 및 실험을 하였다. 수치 해석을 위한 이산화는 유한 해석법(Finite Analytic Method)으로 하였고, 기본적인 수치 ...
본 연구에서는 blockage를 가지며 균일한 일정 온도로 유지되는 평행 평판내에 유체가 강제 대류시(Re=100,200,400) 층류 정상 상태에서 일어나는 blockage 부근의 유동 특성, 온도 분포, 열전달 특성 및 압력 강하 등에 관한 수치 해석 및 실험을 하였다. 수치 해석을 위한 이산화는 유한 해석법(Finite Analytic Method)으로 하였고, 기본적인 수치 알고리즘은 SIMPLER(semi-implicit method for pressure linked equation revised) 알고리즘을 사용하였다. 각 방정식 계산시는 TDMA(tri-diagonal matrix algorithm)를 선순법(line by line method)으로 처리하였다. 격자계는 Poisson 방정식을 이용하여 생성한 비균일 격자계이며, 수치 계산은 좌표 변환에 의하여 균일 격자계에서 수행하였으며 압력 계산을 위한 제어 체적으로는 엇갈린 격자(staggered grid)를 사용하였다. 실험은 물에 부유입자(pliolite, 비중 1.026)를 띄워 레이저광에 의한 산란 효과로 반사된 빛을 카메라로 포착하여 유동 가시화를 하였다. 수치 해석 방법의 타당성을 검증하기 위하여 사각 공동내의 유동과 후향 계단을 갖는 덕트내의 유동을 채택하였다. 본 연구에서 채택된 유한 해석법은 프로그램 검증에서 Reynolds수 변화와 유동 방향에 대해 적응성이 좋고 안정된 해를 얻을 수 있었으며 기존의 수치 해석 및 실험 결과와 잘 일치하였다. Blockage에 대한 수치 해석 결과 반원 및 타원형의 blockage를 갖는 덕트 내의 유동에서 blockage 상부 후류면에서는 박리가 생성되고 blockage 후류부 영역에서는 와류가 발생하며 전반적으로 가장 낮은 압력은 blockage의 중앙 후류면의 유동 박리 위치에 나타났다. Blockage 상단 중심부의 Nusselt수는 Reynolds수의 증가에 따라 현저히 증가하였으나, blockage 후류부에 생성된 와류부의 Nusselts수는 Reynolds 수의 변화와 무관하게 나타남을 볼 수 있었다. 또한 재부착 위치는 수치 해석 결과와 유동 가시화를 통한 실험 결과에서 비교적 잘 일치하였다.
본 연구에서는 blockage를 가지며 균일한 일정 온도로 유지되는 평행 평판내에 유체가 강제 대류시(Re=100,200,400) 층류 정상 상태에서 일어나는 blockage 부근의 유동 특성, 온도 분포, 열전달 특성 및 압력 강하 등에 관한 수치 해석 및 실험을 하였다. 수치 해석을 위한 이산화는 유한 해석법(Finite Analytic Method)으로 하였고, 기본적인 수치 알고리즘은 SIMPLER(semi-implicit method for pressure linked equation revised) 알고리즘을 사용하였다. 각 방정식 계산시는 TDMA(tri-diagonal matrix algorithm)를 선순법(line by line method)으로 처리하였다. 격자계는 Poisson 방정식을 이용하여 생성한 비균일 격자계이며, 수치 계산은 좌표 변환에 의하여 균일 격자계에서 수행하였으며 압력 계산을 위한 제어 체적으로는 엇갈린 격자(staggered grid)를 사용하였다. 실험은 물에 부유입자(pliolite, 비중 1.026)를 띄워 레이저광에 의한 산란 효과로 반사된 빛을 카메라로 포착하여 유동 가시화를 하였다. 수치 해석 방법의 타당성을 검증하기 위하여 사각 공동내의 유동과 후향 계단을 갖는 덕트내의 유동을 채택하였다. 본 연구에서 채택된 유한 해석법은 프로그램 검증에서 Reynolds수 변화와 유동 방향에 대해 적응성이 좋고 안정된 해를 얻을 수 있었으며 기존의 수치 해석 및 실험 결과와 잘 일치하였다. Blockage에 대한 수치 해석 결과 반원 및 타원형의 blockage를 갖는 덕트 내의 유동에서 blockage 상부 후류면에서는 박리가 생성되고 blockage 후류부 영역에서는 와류가 발생하며 전반적으로 가장 낮은 압력은 blockage의 중앙 후류면의 유동 박리 위치에 나타났다. Blockage 상단 중심부의 Nusselt수는 Reynolds수의 증가에 따라 현저히 증가하였으나, blockage 후류부에 생성된 와류부의 Nusselts수는 Reynolds 수의 변화와 무관하게 나타남을 볼 수 있었다. 또한 재부착 위치는 수치 해석 결과와 유동 가시화를 통한 실험 결과에서 비교적 잘 일치하였다.
A numerical study for solving the equations of motion & heat transfer of two dimensional flows past blockages in parallel plates with blockage has been done. The flow is assumed to be steady, incompressible, laminar and fully - developed at inlet and exit. The temperature of the upper and lower para...
A numerical study for solving the equations of motion & heat transfer of two dimensional flows past blockages in parallel plates with blockage has been done. The flow is assumed to be steady, incompressible, laminar and fully - developed at inlet and exit. The temperature of the upper and lower parallel plates is assumed constant. The equations of motion are transformed to a generalized curvilinear coordinate system and the transformed equations are discretized using finite analytic method in the transformed domain. Solutions of the finite difference equations are obtained iteratively by using a pressure-velocity correction algorithm(SIMPLER). Numerical examples of two dimensional, laminar flow problems(driven square cavity and backward facing step) are employed to evaluate the accuracy and efficiency of the present computer program. The predicted results on flow field and heat transfer are shown to agree with available existing experimental measurments and numerical data. Particularly, the effects of blockage on the flow are investigated at three Reynolds numbers(Re=100, 200, 400) and two half circle type blockages. The numerical analysis of velocity vector fields, streamlines, pressure contour and Nusselt number is presented. The velocity fields are visualized experimentally by laser light beam. The predicted results on the flow field of blockage models are shown to agree with experimental measurments.
A numerical study for solving the equations of motion & heat transfer of two dimensional flows past blockages in parallel plates with blockage has been done. The flow is assumed to be steady, incompressible, laminar and fully - developed at inlet and exit. The temperature of the upper and lower parallel plates is assumed constant. The equations of motion are transformed to a generalized curvilinear coordinate system and the transformed equations are discretized using finite analytic method in the transformed domain. Solutions of the finite difference equations are obtained iteratively by using a pressure-velocity correction algorithm(SIMPLER). Numerical examples of two dimensional, laminar flow problems(driven square cavity and backward facing step) are employed to evaluate the accuracy and efficiency of the present computer program. The predicted results on flow field and heat transfer are shown to agree with available existing experimental measurments and numerical data. Particularly, the effects of blockage on the flow are investigated at three Reynolds numbers(Re=100, 200, 400) and two half circle type blockages. The numerical analysis of velocity vector fields, streamlines, pressure contour and Nusselt number is presented. The velocity fields are visualized experimentally by laser light beam. The predicted results on the flow field of blockage models are shown to agree with experimental measurments.
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