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제안 방법
- 1과 같은 승용차용 2차원 모델을 설정하였다. 건물용으로 상품화된 환기 팬은 하나의 축으로 흡기팬과 배기 팬이 회전하는 구조로 되어 있기 때문에 본 연구에서는 흡기부의 바로 밑에 배 기부를 설치하였다. 수평 흡기구의 크기 및 길이는 각각 50mm, 200mm, 전방 배기구의 크기 및 길이는 각각 50mm, 200mm로 설정하였고, 수직 흡기구의 크기 및 길이는 각각 50mm, 100mm로 하였으며 자동차 실내 후방에 설치된 배기부의 길이는 200mm로 설정하였다.
- 본 수치해석에서는 RNG모델을 선택하였기 때문에 벽 함수는 사용하지 않았다. 공간에 대해서는 2차의 정확도를 갖는 중앙차분법을, 시간에 대해서는 2계의 암시적 방법을 사용하였다. 시간 간 격은 1초이며, 모든 변수(온도는 10-7)에 대하여 허용오차의 범위가 5x 10-5 이내이면 수렴한 것으로 판단하여 계산을 종료하였다.
- ), 즉 O(zero)의 압력과 속도구배가 0인 조건을 부여하였다. 그리고 자동차 내부 표면 벽과 좌석 표면에는 점착 조건(no slip condition)을 적용하였다. 자동차의 전방 및 후방의 유리와 지붕에 가해지 는 태양열유속은 계절, 날씨 등에 따라 수십W/nf 에서 수백W/n? 까지 변화하며, 유리와 지붕에 조사 된 열 유속도 차이가 있지만 본 해석에서는 해석의 단순화를 위하여 유리와 지붕에서 실내로 가해지 는 열유속을 200W/n? 로 일정하게 부여하였으며, 유리와 지붕을 제외한 다른 내부표면은 단열로 처리하였다.
- 따라서 본 연구에서는 일정한 환기구 형상 (원형)어】 대하여 여러 가지의 환기 모드에 따른 강 제 배기의 유.무만을 고려하였으며, 상용전산 유체 역학 프로그램을 이용하여 자동차 지붕에서 실내로 가해지는 일정 열 유속의 조건에 대하여 자동차 실내의 유동 및 열전달을 수치적으로 해석하였다.
- 본 연구에서는 세 가지의 환기 모드에 대하여 강 제 배기의 유. 무에 따른 자동차 실내의 유 동장 및 온 도장에 대한 특성을 상용 전산 유체역학 프로그램을 이용한 수치해석을 통해 고찰하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 건물용으로 상품화된 환기 팬은 하나의 축으로 흡기팬과 배기 팬이 회전하는 구조로 되어 있기 때문에 본 연구에서는 흡기부의 바로 밑에 배 기부를 설치하였다. 수평 흡기구의 크기 및 길이는 각각 50mm, 200mm, 전방 배기구의 크기 및 길이는 각각 50mm, 200mm로 설정하였고, 수직 흡기구의 크기 및 길이는 각각 50mm, 100mm로 하였으며 자동차 실내 후방에 설치된 배기부의 길이는 200mm로 설정하였다. 그리고 한 단면에서의 온도 변화를 고찰하기 위하여 Fig.
- 실험적 연구로는 Ishihara 등''이 PSV (particle streak velocimetry) 기법을 사용하여 내부유동의 속도를 측정하였으며, 윤정환 등何은 4인승 승용차 모델에 대하여 감온성 액정 (TLC; thermochromic liquid crystal)을 사용하여 자동차 실내의 온도를 측정하였다. 위에서 언급한 수치해석 및 실험은 흡입은 강제로 이 루어 지나 배출은 자연적으로 발생하는 조건에 대하여 유동장 또는 온도 장을 해석하였다. 한편 환기구의 위치 및 모양에 따라서도 자동차 실내의 유 동장 이 영향을 받는 것으로 보고⑺되고 있다.
- 자동차 실내의 환기모드(mode)에는 여러가지 형 태가 있는데, 본 해석에서는 세 가지의 환기 모드에 대하여 해석을 수행하였다. 첫 번째 모드(mode 1)는
대상 데이터
- 자동차 실내의 환기시스템에 대한 유동 해석을 위하여 Fig. 1과 같은 승용차용 2차원 모델을 설정하였다. 건물용으로 상품화된 환기 팬은 하나의 축으로 흡기팬과 배기 팬이 회전하는 구조로 되어 있기 때문에 본 연구에서는 흡기부의 바로 밑에 배 기부를 설치하였다.
- 자동차의 형태가 규칙적인 모양이 아니기 때문에 사각형과 삼각형이 섞인 셀(cell)을 사용하였다. 해석 모델의 크기가 최대길이 2.
- 자동차의 형태가 규칙적인 모양이 아니기 때문에 사각형과 삼각형이 섞인 셀(cell)을 사용하였다. 해석 모델의 크기가 최대길이 2.7m, 높이 Im인 것을 감안하여 총 16304개의 셀을 사용하였다. Fig.
이론/모형
- 그리고 최근에 모 정하 등은 상용코드를 사용하여 자동차 실내의 유 동장을 2차원적으로 수치 해석하였다. 실험적 연구로는 Ishihara 등''이 PSV (particle streak velocimetry) 기법을 사용하여 내부유동의 속도를 측정하였으며, 윤정환 등何은 4인승 승용차 모델에 대하여 감온성 액정 (TLC; thermochromic liquid crystal)을 사용하여 자동차 실내의 온도를 측정하였다. 위에서 언급한 수치해석 및 실험은 흡입은 강제로 이 루어 지나 배출은 자연적으로 발생하는 조건에 대하여 유동장 또는 온도 장을 해석하였다.
- 본 연구에서는 난류 유동을 해석하기 위하여 k-E 모델에 근거한 RNG(ReNormalization Group) 모델을 사용하였다. 이 모델은 경험적 접근이 아닌 수학적 기초를 근거로 하였으며 벽 근처 유동, 굴곡을 가진 유동, 낮은 Reynolds 수 유동 등을 예측하는데 적합한 모델로 알려져 있다.
- 자동차 내부의 유동 및 열전달을 해석하기 위하여 열. 유체분야에서 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 상용코드인 FLUEN秒를 사용하였으며, 운동량에 대해서는 멱 승도 식(power-law scheme)을, 연계된 속도 및 압력에 대해서는 SIMPLE 알고리즘(이을 사용하였다. 본 수치해석에서는 RNG모델을 선택하였기 때문에 벽 함수는 사용하지 않았다.
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