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단일 구형 기포의 수학적 모델에 대한 수치적 해석 모델
Numerical Modeling of the Mathematical Model of Single Spherical Bubble 원문보기

한국공작기계학회지 = Journal of the Korean society of machine tool engineers, v.19 no.6, 2010년, pp.731 - 738  

강동근 (한양대학교 기계설계.메카트로닉스공학과) ,  양현익 (한양대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Cavitation is described by formation and collapse of the bubbles in a liquid when the ambient pressure decreases. Formed bubbles grow and collapse by change of pressure, and when they collapse, shockwave by high pressure is generated. In general, bubble behavior can be described by Rayleigh-Plesset ...

주제어

#공동현상   #기포   #상변화   #질량 유동   #좁은채널   #레일리-프레셋 방정식  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 기포의 거동에 따른 액체와 증기 사이의 상변화를 고려한 Yang 등의 수학적 모델을 검증하고 이에 대한 수치적 해석모델을 구축하였다. 여기서 기포 내부의 온도 계산은 2007년 Qin 등(7)이 제안한 방법을 이용하였다.
  • 본 연구에서는 기존의 Rayleigh-Plesset 방정식의 발전된 형태로 기포의 거동에 따른 액체와 증기 사이의 상변화를 고려한 Yang 등의 수학적 모델을 검증하고 이의 수치적 해석모델을 구축하였다.
  • 따라서 압력변화를 수반하는 대부분의 유체유동에서 공동현상이 발생되는데 , 이러한 공동현상을 제어하기 위해 기포의 발생과 그 이후의 거동에 대한 연구가 중요하다. 즉, 압력에 따른 기포의 반지름 변화로 기포의 붕괴 지점이나 시점을 파악하는 것이다.

가설 설정

  • 이에 따라 초기의 기포압력 계산 및 온도에 따른 각종 물성치를 계산할 수 있다. 먼저 반지름의 경우 1 atm에서 % = 100/on, 온도는 상온 % =300 K로 가정하였다. 사용되는 액체는 물로, 기포 내부의 가스는 대기 체로 정하였다.
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참고문헌 (12)

  1. Plesset, M.. S. and Prosperetti, A., 1977, "Bubble Dynamics and Cavitation," Ann. Rev. Fluid Mech., Vol. 9, pp. 145-185. 

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  2. Young, F. R., 1989, Cavitation, McGRAW-HILL, UK, pp. 4-37. 

  3. Harris, P. J., 1996, "A Numerical Method for Modeling the Motion of a Spherical Bubble," Int.. J. Numerical Methods in Fluids, Vol. 22, pp. 1125- 1134. 

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  6. Yang, H., Desyatov, A. V., Cherkasov, S. G., and McConnell, D. B., 2008, "On the fulfillment of the energy conservation law in mathematical model of evolution of single spherical bubble," Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 51, pp. 3623-3629. 

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  7. Qin, Z., Bremhorst, K., Alehossein, H., and Meyer, T., 2007, "Simulation of cavitation bubbles in convergent-divergent nozzle water jet," J. Fluid Mechanics, Vol. 573, pp. 1-25. 

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  9. Sedov, L. I., 1996, Mechanics of Continuous Media, World Scientific Pub. Co Inc., USA, pp. 862-892 

  10. Chapra, S. C. and Chnale, R. P., 1990, Numerical Methods for Engineers, McGRAW-HILL, pp. 596-617. 

  11. Cho, J. S., 2009, Analysis of Cavitation Effect in a Narrow Channel, A Thesis for a Master, Hanyang University, Republic of Korea. 

  12. Cengel, Y. A., 2003, Heat Transfer, McGRAW-HILL, New York, pp. 868, 874. 

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