캐비테이션 유동해석 프로그램의 개발 및 검증에 관한 연구 : Development of a General Purpose Program for Cavaitation Flows
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 손기헌
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 기계공학
- 식별자(기타) 000000107687
- 본문언어 한국어
목차
본 연구에서는 비직교, 비 엇물림 격자계를 사용하여 개발된 기존의 3차원 범용 유동해석 프로그램의 적용범위를 기상과 액상의 변화와 압력강하를 포함하는 캐비테이션 유동의 해석으로까지 확장하였다. 난류유동장 내에서의 증발과 응축에 의한 기포의 생성과 소멸의 효과를 포함하는 캐비테이션의 전체적인 거동 상변화를 포함하는 캐비테이션 모델을 이용하여 해석하기 하였으며 이를 위하여 수정된 질량보존방정식과 액상의 체적비에 대한 보존방정식을 추가하였다. 또한 안정된 압력장을 얻기 위하여 PISO 알고리즘을 추가하였으며 unstructured mesh를 이용하였다.
본 연구에서는 캐비테이션 모델링을 적용한 유동해석 프로그램을 이용하여 수축-확장 채널과 익렬 수중익형에 대하여 적용하였으며 단일 익형에서의 정상상태와 비정상상태의 캐비테이션 유동에 적용하였다. 수치해석 결과를 다른 상용 유체유동 해석 프로그램인 FLUENT와 비교하였을 때 오차 범위 내에서 잘 일치하였다.
목차
A general purpose program for computing fluid flows on non-staggered and non-orthogonal mesh has been extended for cavitation flows with liquid-vapor phase change caused by large pressure drop by PISO algorithm. The cavitation process is computed by including the effects of evaporation and condensation for bubble formation and collapse as well as turbulence in flows. The volume-faction and continuity equations are adapted for cavitation models with phase change.
This program has been tested through the computations of steady and unsteady cavitating flows in a convergent-divergent channel, cascade hydrofoil and single hydrofoil. The numerical results are compared with the commercial numerical code, FLUENT.
