OpenFOAM 압축성 정상상태 해석 중 출구 평균 온도 및 유동 균일성 평가

 

안녕하세요.

오늘은 OpenFOAM 내 압축성 정상상태 해석(rhoSimpleFoam)을 통해 출구평균 온도 및 유동균일성 평가에 대해 공부해 보려 해요.

 

rhoSimpleFoam 해석

 

   1. 해석버전 : OpenFOAMv2312

   2. 해석솔버 : rhoSimpleFoam

       (1) 설명 : 압축성 유동의 정상상태 해석을 진행할 때 사용 (밀도 변화가 적을 때 사용)

                      압력기반 솔버로 온도와 밀도 변화가 있는 층류 및 난류 유동 해석

                      아음속  및 천이 영역 해석 ( Ma < 1 이하 )

   3. 해석격자 : blockMesh

   4. 해석형상 

해석형상

 

   5. 난류 모델 : k-epsilon model

   6. 경계조건

      (1) 속도 : inlet = 0.5 kg/s

      (2) 압력 : outlet = 110,000 Pa

      (3) 온도 : inlet = 1,000K

   7. 유체 물성 : 공기 (constant/thermophysicalProperties)

공기 물성 설정

 

   8. functionObjects를 이용한 출구평균 온도 및 유동균일성 평가 (system/controlDict)

     (1) 출구평균온도 설정

출구평균온도 설정

 

    (2) 유동균일성 평가

유동균일성 설정

 

       1) uniformity index 방정식

uniformity index 방정식

 

     UI(phi)가 1에 가까울수록 유동균일성이 좋아요.

 

해석결과

압력 및 속도 분포

 

   1. 출구평균 온도 및 유동균일성 평가 결과 (/postProcessing)

     - postProcessing 폴더 안 avgOutlet, UI1 폴더에 출구평균온도 및 유동균일성 결과값이 파일로 저장되어 있어요.

 

결론

 

   오늘은 OpenFOAM 내 압축성 정상상태 해석(rhoSimpleFoam)을 통해 출구평균 온도 및 유동균일성 평가에 대해 알아봤어요.

   평소 출구의 평균온도와 속도는 수렴정도를 확인하는데도 사용되고 실험결과와 해석결과를 비교하는 결과값으로도 쓰여요.

   유동균일도는 집진기를 설계할 때 유동 균일도를 평가하여 필터의 기능 효율을 높일 때 많이 사용돼요.

각자의 쓰임을 잘 이해한다면 OpenFOAM을 더 잘 사용하실 수 있을 거예요.

   질문은 댓글로 달아주시고 오늘도 끝까지 읽어 주셔서 감사해요.

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