Numerical Simulation of thermal convection of viscoelastic fluids
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 박흥목
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045933
- 본문언어 영어
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초록/요약
Rayleigh-Benard convection of viscoelastic fluids in a cavity is investigated using a newly developed grid-by-grid inversion method. In the grid-by-grid inversion method the hyperbolic constitutive equation is split such that the term for the convective transport of stress tensor is treated as a source. This renders the stress tensor a local function of the velocity gradient tensor as in the case of the Newtonian fluids and makes the algorithms for Newtonian fluids applicable to viscoelastic fluids. To corroborate the accuracy of the grid-by-grid inversion method, a linear stability analysis is performed to find the critical Rayleigh number and the domains of Hopf bifurcation and exchange of stabilities in the parameter space. The numerical results from the grid-by-grid inversion method are found to coincide with those of linear stability analysis exactly. Also considered is the standard benchmark problem of viscoelastic flow past a cylinder placed at the center between two plates to confirm the accuracy of the grid-by-grid inversion method.
more초록/요약
고분자 용액 및 단백질 용액 등의 점탄성 유체가 화학 공정에서 배관을 통해 흐르는 경우는 Newtonian 유체가 흐르는 경우에 비하여 매우 다양한 현상이 관찰된다. 하지만 Newtonian 유체의 해석은 기존의 방식으로 쉽게 전산모사가 가능한 반면에 점탄성 유체의 해석은 쉽지가 않다. 기존의 방식이 아닌 grid-by-grid inversion method를 도입하여 전산모사를 통한 해석을 할 경우, 점탄성 유체의 해석이 Newtonian 유체의 해석만큼 쉬워진다. 또한 외부적인 힘이라고 할 수 있는 특정 배관 표면에서 온도의 전도가 있다고 가정하여, 에너지 수지식을 도입하고, 대류현상이 일어날 때의 고분자 용액의 흐름에 대해서도 grid-by-grid inversion method를 이용하여 보다 정확한 유동해석이 가능하다.
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