Two-Phase유동을 고려한 워터리타더 내부 유동 특성에 대한 수치해석연구
Numerical Analysis on Inside Flow Characteristics of Water Retarder Considering Two-Phase Flow
- 주제(키워드) Water retarder , CFD(Computational Fluid Dynamics , Multi-phase flow , VOF(Volume of Fluid) Method
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 허남건
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000060054
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
최근 대형차량의 수가 증가 되면서 그에 비례하여 제동장치 고장으로 많은 사고가 발생하고 있다. 이에 보조제동장치 연구에 대해 많은 관심이 증가 되고 있으며 그중 워터리타더의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 워터리타더 내부 충진율에 따른 유동특성 분석과 연구가 부족한 상황이다. 본 연구에서는 워터리타더 내부 다양한 충진량과 회전 속도 조건에 따라 내부 유동특성과 토크를 도출 하였으며 이를 토대로 워터리타더 Rotor블레이드의 최적 설계조건을 제시하였다. 충진율에 따른 물과 공기를 다루기 위해 다상유동해석을 진행 하였으며 워터리타더 내부 물과 공기의 경계면을 포착하기위해 VOF(Volume of Fluid)기법을 적용하였다. Rotor의 회전속도는 2000rpm으로 고정되어 있으며 이러한 고속 회전에 의한 워터리타더 내부 난류 특성을 고려하기위하여 Realizable k-ε turbulence 모델을 적용 하였고 내부 비정상유동을 해석하기 위해 회전기법은 Sliding Mesh기법을 적용하였다. 그 결과 워터리타더 내부 다양한 충진율 조건과 회전속도에 따른 내부 유동특성을 분석하였으며 회전하는 Rotor로 발생되는 토크 값을 도출하였다. 또한 앞서 해석조건을 바탕으로 Rotor블레이드에 대해 다양한 각도 조건을 해석했으며 이에 대해 최적 각도 조건을 제시하였다. 본 연구는 워터리타더의 내부 충진율에 대해 수치해석 기법 정립 및 최적화에 대한 자료로 활용 될 것으로 사료된다.
more초록/요약
Recently, with the increasing of the number of heavy vehicles, the number of accident is increases, which relates to the failure of brake system. Therefore, there has been a growing number of interest in the study of this auxiliary braking device, like water retarder. but the flow characteristic analysis and researches are week. The present research aims to investigate three-dimensional flow numerical analysis of a water retarder with different values of charged water at various rotating speeds in order to provide a fundamental standpoint to for interpretation and analysis of flow details inside a water retarder. and also based on this research, an appropriate blade angle has been found. The multi-phase simulation has been conduct to deal water and air by each different water volume ratio. and also to capture boundary between Water and air the VOF(Volume of Fluid) method is adopted. The rotor rotational speed is fixed by 2000rpm and consider this kind of turbulent characteristic according to high rotation speed, the Realizable k-ε turbulence model is adopted and for the unsteady flow simulation the sliding mesh method is adopted. As a result investigate numerical analysis has been studied of water retarder with different values of charged water at various rotating speeds. and also base on previous simulation condition the appropriate blade angle has been found. The result of present study is believed to be used as material for numerical analysis and optimize the water retarder.
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