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문제 정의
- 3차원 계산은 먼저 외부 유동이 없는 경우를 가정하여 축대칭 계산 결과와 비교하였다. 다음으로 외부 유동이 있는 경우를 계산하였으며, 앞의 경우와 비교하여 외부 유동이 어떻게 Orifice를 통한 유량 특성에 영향을 미치는 지 분석해 보고자 하였다.
- 먼저 축대칭 형상에 대하여 조밀한 격자를 사용하고 또한 충분히 계산을 수렴시킨 결과를 구하였다. 동일형상에 대하여 격자수를 줄이고 3차원 계산을 수행하였으며, 축대칭 결과와 비교함으로써 어느 정도까지 해를 수렴시켜야 정확한 유량을 얻을 수 있는지를 판단하고자 하였다.
- 먼저 외부 유동이 없는 경우에 대하여 계산을 수행하고 그 결과가 축대칭 계산 결과와 어느 정도 일치하는지를 알아보고자 하였다. 축대 칭 격자에 비하여 Chamber 축방향 및 반경 방향으로 격자를 약 2/3가량으로 줄였으나 풍동을 나타내는 Block이 추가되면서 격자수가 750, 000개가 되었다.
- 따라서 전산 유동해석(CFD) 기법을 이용하여 외부 유동이 없는 경우의 Orifice 전후의 유량 특성을 먼저 구한 후, 외부 유동이 있는 경우 그 특성이 어떻게 달리지는지를 예측하는 것이 한 가지 대안이 될 수 있을 것이다. 본 연구는 엄청난 계산 시간이 소요되는 전산유동해석을 이용한 본격적인 Database의 구축에 앞서 이러한 접근 방법이 어느 정도 타당한가를 살펴보기 위한 것이다. 외부 유동의 효과가 가장 큰 것으로 알려져 있는낮은 초음속 조건에서 Orifice에서의 유동이 질식(Choking) 된 경우와 그렇지 않은 두 경우에 대하여 유동장을 해석하고 그 물리적 특성이 어떻게 달라지는지를 파악하는 것이 본 연구의 주된 목적이다.
- 예측하고자 하는 시도가 계획되어 있다. 본격적인 계산 착수에 앞서 전산유동해석을 통한 Database 구축의 효율성 및 정확성이 어느 정도 확보되는지를 알아볼 필요성에 의해 본연구가 시도되었다. Orifice 전후의 압력비가 목(Thr®t)에서의 유동 질식이 발생하는 경우와 그렇지 않은 경우에 해당하는 두 가지 조건에 대하여 먼저 조밀한 격자를 사용하여 축 대칭 계산을 수행하였다.
- 본 연구는 엄청난 계산 시간이 소요되는 전산유동해석을 이용한 본격적인 Database의 구축에 앞서 이러한 접근 방법이 어느 정도 타당한가를 살펴보기 위한 것이다. 외부 유동의 효과가 가장 큰 것으로 알려져 있는낮은 초음속 조건에서 Orifice에서의 유동이 질식(Choking) 된 경우와 그렇지 않은 두 경우에 대하여 유동장을 해석하고 그 물리적 특성이 어떻게 달라지는지를 파악하는 것이 본 연구의 주된 목적이다.
가설 설정
- 외부유동이 있는 경우를 고려하기 위해 가로세로의 길이가 각각 1.8 m인 풍동 바닥에 Orifice가 장착되었다고 가정하였으며, Orifice는 압력을 조절할 수 있는 실린 더 모양의 Plenum Chamber에 연결하였다. Fig.
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