1.Abstract
입구단 압력 경계조건은 입구에 압력조건을 부여하여 유동을 발생시킬 경우 사용합니다. 입구단 압력 경계조건을 사용하면 입구 에 전압을 지정할 수 있습니다 사용방법은 입구단경계조건에서 종류를 압력으로 선택하면 전압조건이 적용됩니다.
2.Technology 배경
2-1. 베르누이의 원리
유체현상을 표현할 때 가장 일반적으로 사용되는 것이 베르누이의 원리입니다. 베르누이의 원리는 유체의 속력이 증가하면 압력이 감소한다 라고 표현할 수 있는데 , 에너지 보존 법칙에 따라 유도된 방정식이며 다음 식과 같이 표현됩니다.
p : 압력
Y : 비중량
v : 속도
g : 중력가속도
z : 높이
위 식에서 볼 수 있듯이 베르누이 방정식의 각 항은 모두 길이의 차원을 가지고 있지만, 실제 단위는 J/N 으로서 단위중량당 일의 값이 됩니다 . 그러나 결과적으로 각 항이 모두 길이의 단위를 갖게 되므로 이 항을 수두 (Head)라고 부르기도 합니다.
압력수두: p/Y
속도수두: v^2/2g
위치수두: z
다시말하면 베르누이 방정식은 1 차원 이상 유체의 흐름에서 적용되며 세 항의 합 , 즉압력수두 , 속도수두 , 위치수두의 합은 언제나 일정하고 그 값은 보존 된다는 내용입니다. 따라서 이 3 수두의 합은 언제나 일정한 상수가 되고 이 상수를 보통 H 로 표시하고 전수두라고 불리기도 합니다
2-2. 정압, 동압, 전압
식 (2.1.1)에 비중량을 곱하게 되면 식 (2.1.2)와 같이 됩니다.
Y = pg 이므로 다음 식과 같이 정리 됩니다.
여기서 p 를 정압(static pressure), 1/2 pv^2 을 동압(dynamic pressure)이라 하고 pt 를전압(total pressure)이라 합니다. pgz 의 값은 포텐셜 압력(potential pressure)이라 부르며, 이 값은 기체에서는 정압과 동압에 비하여 현저하게 그 값이 작으므로 계산에서제외시키는 경우가 많습니다.
2-3. 입구단에서의 압력조건
입구와 출구에 압력을 정의하여 유동이 발생할 경우 입구부의 압력에너지 일부는 유속이 발생하며 동압으로 변경됩니다. 그러므로 유속이 발생된 양 만큼 정압이 동압으로 바뀌도록 설정해 주어야 합니다. midas NFX CFD 는 입구단 압력조건으로 설정할 경우 이를 자동으로 계산해 줍니다. 입구부에 강제로 정압이 일정하도록 설정해야 하는 경우는 유동압력 경계조건을 통해 정의할 수 있습니다.
3.Technology 이론 소개
압력 및 질량유량 경계조건의 경우, 수렴성 향상을 위해 해석영역으로 유입되는 유동에대한 제어가 필요합니다. 기본적으로 유입되는 유동은 경계조건이 적용된 격자(grid)에수직으로 속도의 방향이 결정되며, 압력 및 온도 입력값은 전압력(total pressure) 및 전온도(total temperature)를 기준으로 적용됩니다. 따라서, 실제 압력 및 온도는입력값에 비해 낮아지게 됩니다. 온도, 혼합물의 질량 분율 및 난류 변수 고정조건은 선택적으로 적용할 수 있습니다.
😥 미리 보기는 여기까지!
내용을 이어서 보고 싶다면,
아래 정보를 입력해 주세요.
