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액티브 시뮬레이션 제어 전산 유체 역학 (Computational fluid dynamics, CFD)은 설계자가 개발하고자 하는 시나리오를 설계 할 수 있는 가상 실험실을 제공함으로써 오랫동안 제품 개발에 중요한 역할을 해왔습니다. 일반적으로 사용자가 제품 설계를 나타내기 위해 입력 파일을 만든 다음 제품의 성능을 이해하기 위해 시뮬레이션을 합니다. 성능 검증을 위해 일반적으로 기하학, 재료 특성 및 질량 유량, 경계 온도 및 압력, 출력 빈도와 같은 유동 조건이 포함됩니다. 시뮬레이션에서 얻은 결과 정보를 기반으로 다양한 입력 조건을 수정하고 더 많은 가정 시나리오를 조사하기 위해 시뮬레이션을 다시 시작합니다. 시뮬레이션에 대한 이러한 접근 방식은 폐회로 제어와 유사한 "what if - then do this"라고 생각할 수 있습니다. Active - ...
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Description and usage 설명과 사용법 Scalars 모델은 사용자가 정의하는 스칼라 변수들을 계산에 포함할 수 있게 하는 강력한 기능이다. 수송방정식은 각 이류 스칼라 양에 대해 해석된다: 비이류 스칼라 양 또한 고려될 수 있다. 이 변수들은 유체밀도, 점도, 탄성계수 그리고 점탄성 계수를 스칼라 농도의 함수로 변화시키는데 이용될 수 있다. 스칼라들은 또 프로그램의 Customization 에 유용한데 이들은 flsgrf.* 로 자동으로 출력되는 이류 공간변수를 제공하고 이를 통해 소스항이나 다른 의존도를 소스코드 루틴의 사용자 수정에 의해 추가할 수 있다. Setup and dependencies 설정과 의존도 모델은 Model Setup–>Physics–>Scalars 대화에서 설정된다. 새로운 스칼라는 Number of Scalars 를 증가시킴으로써 더해질 수 있고 각 스칼라 변수에 대해 물성과 거동이 ...
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제한된 유체구조 상호작용(FSI) 기능이 탄성막과 벽모델을 이용하여 FLOW-3D 에서 가능하다. 이 모델에서 탄성막이나 탄성벽의 변형은 인접 유체유동에 영향을 미치고 교대로 유체 압력은 변형에 작용한다. 이런 상호작용이 완전히 결합된 방식으로 FLOW-3D 내에 기술되어 있다. 이 모델의 주요한 한계는 변형이 작다, 즉 각 막이나 탄 성벽은 그 휨이 크기에 비해 아주 작다고 가정된 것이다. 이는 대신에 모델을 유용하게 단순화를 가능케 한다. 박막과 탄성벽의 형상은 계산시 시간에 따라 변하지 않는다고 가정되고 한편 유체유동에 대한 이 변형의 효과는 유체구조 경계면 상에 분포된 체적 소스나 싱크로 기술된다. 압력이 막표면에 균일하게 작용한다는 추가 가정 하에 더 나은 계산 효율을 위해 구조해석 알고리즘보다 오히려 수치해가 박막의 변형을 ...
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순수한 회전형태에서의 접선속도가 원통, 구 그리고 원뿔 같은 고체 축 대칭 요소에 지정될 수 있다. 속도성분들은 표면에 접해야 하므로 이 요소들은 항상 같은 물리적 공간을 차지한다. 이 요소들은 항상 고체이어야 하고 일반요소 같이 정의된다. 확대, 회전 그리고 병진을 포함하는 변환을 통해 이 요소들은 어떤 위치나 방향을 가지게끔 한다. 축대칭 요소 형상이 정의되면 Meshing & Geometry → Component Properties → Axisymmetric Spinning Object를 연다: Axisymmetric Spinning Object: Note:노트 축방향이 중요하다: 물체는 축에 대해 오른손 법칙에 따라 회전한다. 그러므로 점1에서 점2를 내려보면서 물체는 Spin rate의 양의 값에 대해 시계방향으로 회전한다. 물체는 회전축에 대해 축 대칭어야 한다. 그렇지 않으면 모델은 요소 전체의 표면에 ...
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어떤 물질은 전체응력 상태에서 압력과 점도외에 추가의 응력이 존재한다: 탄성응력. 점성응력은 물질의 변형율의 함수인 반면에 탄성응력은 물질의 지역 전체 변형의 함수이다. 이런 물질은 탄성응력이 항복 한계까지 증가하며 그 때에 점성유체 같이 거동하는 Bingham 유체, 그리고 지역 변형율에 따라 물질안에서 점성 및 탄성응력이 계속적으로 변하는 점탄성 물질을 포함한다. Bingham 유체의 예는 치약 같은 고상입자들이 작은 변형하에서 서로 “잠겨져” 있고 이 결합이 부서지면 액체같이 흐르는 고상으로 채워진 부유물 형태이다. 중합체 융해와 용매는 점탄성 유체의 예인데 중합체의 긴분자들이 서로 얽혀 급격한 전단력을 받으면 변형에 저항하지만 전단이 천천히 일어날 경우 쉽게 다른 분자들을 지나 미끄러질 수 있다. 점성응력은 순전히 어느 한 시점에 영역 내 ...
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Kr 는 유효 포화 Se (위에 정의) 와 무차원변수 B (항력계수B) 의 함수로 정의된다. 여기서 a 와 b 는 실험적 데이터에 의해 정의되는 계수이다. ubulk 는 겉보기 속도(즉, 매질을 통한 유체의 체적유속)이다. ∇p 는 다공 매질 내 공간에서의 압력구배이다. 선형(Darcian) 과 2차 (non-Darcian ) 유동손실방정식은 Fd 에대해 하나의 식으로 결합되어있다. Darcy의 초기관측은 다공 Reynolds 수 ReP 가1보다 작을 때 유효하고 보통 10까지 상당히 정확하며 2차항을 추가함으로써 매질 내 유체속도가 ReP >10 을 능가하는 매질 내 유체속도에 대해서도 더 나은 정확성을 얻을 수 있다. 2차항은 Forchheimer Saturated Drag Model 에 관한 다음절에서 논의된다. Darcian 모델에 대해 식 (11.10) 의 Fd 는 ...
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여기서 고농축 입상유동이라는 명칭은 입상율의 체적율이 50% 또는 그 이상일 때를 뜻한다. 고농축시 강한 결합이 고체입자와 주변유체간에 작용하여 이 혼합물은 단일 혼합유체로 잘 근사될 수 있다. 이 혼합물은 이를 순수기체 지역과 분리시키는 자유 표면을 가지는 비압축성 유체로 간주된다. 두 물질의 속도 차이로 인한 혼합물 내의 2상 효과는 표류-플럭스 근사를 이용하여 고려된다. 두 종류의 입상 유동 모델이 있다. 하나는 고체 입자를 둘러싼 연속유체가 가스이며, 다른 하나는 연속유체가 액체이다(혼합물은 슬러리로도 불린다). 일반적으로, 혼합유체는 불균일 밀도를 가진다. 유체 혼합물의 밀도는 비압축성 가정 때문에 체적 혼합물 유동시에 변할 수 없다. 그러나 밀도변화는 표류-플럭스 모델에서 기술된 바와같이 혼합물 내에서 고체와 가스간의 상대유동 때문에 발달할 수 ...
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Numerical Approximations 수치근사 Notation 표기 지배방정식을 수치적으로 해석하는데 이용되는 유한 차분망은 폭dxi, 깊이dyj그리고 높이dzk의 직교 셀들로 구성되어 있다. 활성화된 망 지역은 색인i로 명명된 x방향에서 IBAR셀, 색인j로 명명된 y방향 에서 JBAR셀, 그리고 색인k로명명된z방향 에서 KBAR셀을 갖는다. 이 지역은 망 경계조건을 지정하기 위해 사용되는 경계셀이나 가상 셀의 층에 의해 둘러싸여 있다. 이와 같이 전체망에서 통상 전체 셀의 수는 (IBAR + 2)(JBAR + 2)(KBAR + 2)이다. 그러나 주기적 또는 지정된 경계조건이 한 주어진 좌표 방향에서 주어지면 경계셀에 하나의 추가 층이 그 방향에서 사용된다. 이 사실은 차원 설정을 지정할 때만 명심되어야 한다. 전처리는 자동적으로 모든 경계조건을 만족시키는 데 필요한 경계 셀의 수를 초기화할 것이다 ...
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Numerical Approximations 수치근사 Overview 개요 FLOW-3D는 유한차분 (또는 유한 체적)근사를 이용하여 이전 절들에서 기술된 방정식들을 수치적으로 해석한다. 유동지역은 고정 직각 셀들로 이루어진 망으로 세분된다. 각 셀에서 모든 종속변수들의 지역 평균값들이 있다. 다음에서 설명되듯이 모든 변수들은 셀-면(엇갈린 망 배열)에 위치한 속도를 제외하고 셀의 중심에 위치한다. 굴곡진 물체, 벽경계 또는 다른 기하학적 형상은 유동에 열려있는 셀들의 면적및 체적율의 정의에 의해 망 내에 들어있다( FAVORTM 방식 [HS85]). 지배방정식에 대해 이산 수치근사를 구성하기 위해 유한체적들이 각 종속변수 위치를 둘러쌈으로써 정의된다. 각 유한 체적에 대해 표면유속, 표면응력 그리고 체적력이 주변 변수값들에 의해 계산될 수 있다. 이 양들은 운동방정식에 의해 표현된 보존법칙을 근사를 구성하기 위해 결합된다 ...
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Electric Field Model¶ To simulate physical processes such as movement of charged mass particles, particle and liquid dielectrophoresis, and electro-osmosis, an electric field distribution is needed. In FLOW-3D , the electric potential is solved for using the following equation. (75) with the electric field calculated by (76) where , are free charge density (i.e., electric charge per unit volume) and permittivity of vacuum or void (defined by elperm in FLOW-3D ) respectively while is the spatially-varying dielectric constant. Numerical solution of the Poisson equation Eq. (75) is done by an iterative solver using the GMRES method. At open boundaries (i.e., ...
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Electric Field Model 전기장 모델 전하를가진 질량입자의 운동, 입자 및 액체 유전이동 그리고 전기삼투 같은 물리적 과정을 모사하기위해 전장의 분포가 필요하다. FLOW-3D 에서 전위는 다음식을 이용하여 해석된다. (75) 전기장는 다음에 의해 계산된다. (76) 여기서 ρe, ε0 는 각기 자유전하밀도(즉, 단위 체적당 전하)와 진공이나 공간내의 유전율(FLOW-3D 에서 elperm으로 정의되는)이며 K 는 공간적으로 변화하는 유전상수이다. Poisson식(10.75) 의 수치해석은 GMRES 방법을 사용하는 반복법 솔버에 의해 이루어진다. 개방된 경계 (즉, 유동이 발생할 수 있는 경계)에서 절연조건(즉, 이며 n 은 문제의 경계에서의 법선 벡터)이나 특정 전장값이 지정될 수 있다. 고체는 전도체이면 시간의존 포텐셜이 지정될 수 있다. 그렇지 않으면 물체는 지정된 유전장수를 가지는 유전물질일 수 있다 ...
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다중 성분을 가지는, 예를 들면 유체/입자, 유체/기포, 그리고 성분들의 밀도가 다른 유체/유체 혼합물로 구성되있는 유체에서 성분들은 각기 다른 유동속도를 가지는 것으로 관측된다. 속도차이는 밀도차이가 불균일한 체적력을 초래하기 때문에 발생한다. 가끔 속도의 차이는 아주 뚜렷할 수도 있는데, 예를 들면 공기중에서 떨어지는 빗방울들, 또는 물에서 가라앉는 자갈 등의 경우다. 그러나 많은 조건에서 상대 속도는 한 성분의 다른 성분에 대한 “드리프트 “로 기술될 만큼 충분히 작다. 예를 들면 공기 중의 먼지와 물속의 토사이다. ”드리프트(drift)” 의 구별은 연속성분 내에서 이동하는 분산된 성분의 관성이 중요하냐와 관련이 있다. 상대속도의 관성이 무시되고 상대속도가 성분들 간의 구동적 힘(즉, 중력이나 압력구배)과 이에 반하는 항력간의 균형으로 축소된다면 이때 우리는 “표류-플럭스” ...
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Auxiliary Model/Defect Tracking 결함추적 주물의 기계적 물성은 산화막, 주조 충진 시 금속안에 갇힐 수 있는 기타 이물질과 공기와 관련된 금속의 “청결도“에 상당히 의존할 수 있다. 이 절에서는 표면난류에 기인하는 주조결함의 질적 예측을 하는 결함의 원천 및 추적 기법이 기술된다[BH98]. 추적 모델은 또한 폼이 분해된 후 금속표면에 남아있는 잔류물로부터 발생하는 결함의 가능성을 예측하기 위해 로스트폼 모델과 결합되어 있다. 자유표면에서와 로스트폼 잔류로부터의 내포물들은 별도의 양들로 나타내진다. 자유표면 결함모델에서 양은 일정한 Defect generation rate DFTRF 율로 자유표면 상에 축적된다. 폼 잔류는 Residue generation rate DFTFOB 로 정의된 비례계수를 가지는 분해된 폼의 질량에 비례하는 양만큼 증가된다. 이송방정식은 식 (10.270) 에 주어진 것과 유사하게 수치적으로 ...
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가끔 모래안의 모래 점결제의 열분해에의해 생성된 가스로부터 발생하는 가스 결함은 사형 주조 부품에서 발견된다. 계산 모델은 코어 내가스의 생성과 이송의 예측을 가능케 한다. 가스는 불량한 코어 배출 상황및 커다란 온도구배에 따른 코어지역을 통한 이송등을 고려하기위해 압축성으로 간주된다. 이 모델은 실제 몰드형상 및 코어 배출위치를 감안하며 임의의 코어 표면 상위치로부터 용탕내로 유입되는 가스의 양을 예측하는데 이용될 수 있다. 코어는 프로그램 내에서 다공이 없는 고체물질로 간주되므로 용탕이 내부로 유입될 수 없다. 코어가스 모델은 코어 물체를 마치 가스가 생성되어 하기와 같이 기술된 특별 경계 조건을 사용하는 경계에서 유출입할 수있는 다공질 물질로 간주한다. 생성된 코어가스는 이상기체로 간주되고 기체상수 Rcg 를 가지는 고정된 구성을 갖는다 ...
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많은 유동 상태가 비압축성 유체를 사용하여 근사될 수 있으나 작은 밀도변화와 관련된 부력의 영향평가를 필요로 한다. 이런 경우 밀도는 보통 온도만의 함수로 나타난다. 응고와 조대편석 또한 부력모델에서 고려될 수 있다 ( Unsaturated Flow in Porous Media 참조하라). FLOW-3D의 모델은 비압축성 유동해석 알고리즘을 에너지 이송방정식의 해및 온도의 함수인 지역 밀도를 결합함으로써 이런 유동의 해석을 허용한다. 이 모델은 단일유체 계산시 자유표면의 존재 유무에 상관없이 그리고 두 비압축성 유체 문제에서도 작동한다. 추가로 제한적 압축성 모델은 부력 유동모델과 같이 사용될 수 있다. 부력은 자동적으로 압축 유체에 포함된다. http://users.flow3d.com/technotes/default.asp의 사용자 사이트에 있는 FS TN #58은 이 모델의 근사와 제약에 대한 자세한 내용을 다룬다. 부력 유동을 ...
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Wall Contact Time 벽 접촉 시간 Description and usage설명과 사용 Wall Contact Time 모델은 (1)각 유체 요소가 특정요소와 얼마나 오래 접촉하는지 그리고 (2)얼마나 특정요소가 유체와 접촉하는지를 추적하는데 이용된다. 이 모델은 유체가 모래사형과 접촉할 때 액체금속의 오염을 상관하는 대리변수를 주도록 되어있다. 이 출력은 마지막 주조 시 오염유체가 사형 어디에 있는지를 추적하는데 이용될 수 있다. 접촉시간 모델의 또 다른 응용, 예를 들면 다소간의 일정비율로 화학물질의 용해를 통해 방출하는 수중 물체에 의한 하천수질오염이다. Setup and dependencies설정 및 의존 모델은 Model Setup–>Physics–>Wall Contact Time창에서 가능하게 된다. 추가로 Wall Contact Time 표식이 있다. 이 요소가 계산에 포함될 수 있도록 Component Properties–>Output 에서 각 요소를 위해 ...
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Auxiliary Model/Vaporization Residue 기화 잔류 1-유체 문제에서 자유표면상의 유체는 상변화 모델이 사용되면 기화하거나 응축할 수있다. 이는 경계면의 기체쪽이 일정 압력이거나 균일 기포지역일 때 유효하다. 유체가 하나 또는 그 이상의 용질을 가지면 용질의 농도는 액체의 증감에 따라 변해야 한다. 일반적으로 용질은 액체의 기화에 따라 더 농축된다. 기화 또는 응축 경우에 유체와 관련된 임의의 스칼라농도는 상변화에 의해 변화된 농도를 가질 것이다. 한 표면요소가 액체로 반보다 적게 차있으면 농축지역이 표면요소 두께의 반에 해당할 정도로 농도변화가 바로 인접한 표면 요소로 퍼질 것이다. 충분히 기화가 발생하여 용질농도가 충분히 높으면 표면막이 생기거나 액체가 완전히 기화하면 잔류물이 고체표면에 형성될 수도있다. 이것이 FLOW-3D 에서 모사되기 위해 잔류모델이 선택되어야 ...
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모래는 주조몰드를 만드는데 이용하는 흔한 재료이다. 이는 쉽게 임의의 형태로 성형되며, 재사용할 수 있고 적합한 구조 및 열 물성을갖는다. 추가로 사형은 초기에 공간에 존재하는 공기가 주입중에 빠져나가게 해주는 다공성이 있다. 그러나 공기의 누출은 너무 작으면 상당한 배압의 형성을 일으켜서 충진과정을 지연시킬 수 있다. FLOW-3D 에는 배압의 형성을 참작하기 위한 방법을 주는 다공내의 공기유출을 위한 단순 모델이 있다. 몰드를 통한 공기의 체적유량 Q 는 다음 선형식으로 계산된다: (60) 여기서 A 는공기에노출된 몰드의 표면적 K 는 몰드의 투과도 µ 는 공기점도 L 은 평균몰드두께 dP dP 는 몰드 내부와 외부 공기간의 압력강하 몰드 투과도 K 는 몰드 다공도 φ, 와 평균 모래 ...
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Particles / 입자 Lagrangian 입자모델은 Physics → Particles 에서 접근할 수 있다. 입자는 질량이 없거나(표식입자)또는 질량을 가질 수 있다. 표식입자에 대해 Type밑에서 Marker Particles 를 선택한다. 질량입자는 군일하거나 다른 크기 또는 밀도를 가질 수 있다. Mass particle 종류중의 하나를 선택한다: Identical particles, Variable density, 또는 Variable diameter. 입자 직경과 밀도는 선택한 입자 형태에 따라 Particle diameter 와 Particle density에 의해 지정된다. 입자는 초기 블록, 연속소스 또는 이력입자로 유동 내로 유입될 수 있다. 입자의 직사각형 블록은 Particle Block(s)옆의 Edit 를 선택함으로써 모사 초기에 정의될 수 있다. 다음 창이 나타난다; Particle block 를 체크하고 3개 직각좌표 방향 각각에서 블록의 형상 경계를 정한다 ...
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Non-Inertial Reference Frame Motion / 비관성기준계 운동 비관성 좌표계는 선가속도 및 회전이 존재할 수 있다. Physics → Gravity and non-inertial reference frame 에서 Non-inertial reference frame  운동모델을 활성화한다: Moving Components with Tangential Surface Velocity / 접선표면속도를 갖는 운동요소 수많은 Non-inertial reference frame 선택이 가능하다. 가장 간단한 Shake and spin model은  계산영역이 단지 진동과 회전운동만을 겪는다. 이를 선택하고 옆 Edit 버튼을 누르면 다음 창이 나타난다. 이 창에서 흔들림 운동(단지 x 좌표축에서만 좌우로 진동) 과 자전운동(z 축에 대해서만 회전)이 지정될 수 있다. Magnitude 는 중심선으로부터의 진폭의 크기(가속도의단위), Frequency 는 사인파 운동의 각주기이며 일반적으로 rad/s 단위이다. Spin rate 는 x-축에 대한 회전운동의 각속도이며 ...
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Moving Components with Tangential Surface Velocity / 접선 표면 속도를 갖는 이동요소 MAIN VARIABLES: OBS: IMO, UTOBS, VTOBS, WTOBS 사용자는 사용자 함수 subroutine velobs.F 를 이용하여 형상 요소표면에서 접선속도를 정의할 수 있다. 이는 특히 이동 webs를 모델링하는 데 유용하다. 이 모델을 사용하는 요소형상은 시간에 따라 변화하거나 이동할 수 없으나 오히려 접선속도가 요소표면에서 적용될 수 있다. Simulation ....이모델은 General Moving Objects 모델과 별개이며 더 간단하고 적게 시간이 소요된다. File → Edit Simulation 을 선택하고 입력파일(prepin.*) 의 편집을 통해 이루어진다 이 요소유형이 정의되면 변수 IMO(N) = 2 를 지정함으로써 이동표면을 갖는 것으로 식별되며 여기서 N 은 요소번호이다. 평평한 형상을 갖는 요소에 대해서는 ...
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Moisture Drying Model / 수분건조모델 다공물질과 사형몰드는 전반적으로 수분을 포함하고 있을 보인다. 이 수분은 온도변화나 건조한 공기에 노출되어 증발할 것이다. 한 예는 사형몰드 내의 금속주조인데 여기서 몰드 온도는 주조응고 시에 증가할 것이다. 증발 시에 방출된 잠열은 몰드 온도변화 및 주조물의 냉각율에 심각한 영향을 줄지도 모른다. 이 모델을 이용하기 위해 Physics → Moisture 로 가면 다음 창이 열린다. 단순한 모델은 Isothermal moisture drying model 이고 이는 요소 내의 수분이 일정한 온도에서 증발한다고 가정한다(즉, 압력변화로 인한 포화온도에 미치는 영향은 최소이다). 이 모델을 이용할 때 수분의 Density, Specific heat, Evaporation temperature, 그리고 Latent heat of evaporation 데이터가 여기서 주어져야 한다. 이 값들은 모사 ...
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Mass-Momentum Sources / 질량모멘텀소스 질량 모멘텀소스는 실제 소스형상을 모델링 하지 않고 지정된(시간에따라변하는) 유량과 속도에서 계산영역으로 임의의 위치와 방향을 갖는 유체를 도입할 수 있게 한다. 질량 모멘텀소스는 평면에서 한 특별한 형태의 입자 배열로 나타난다. 사용자는 단지 소스표면의 위치, 형태, 향배만을 정의할 필요가 있으며 코드가 이런 입자들을 자동적으로 특정위치에서 사용자가 지정한 형상과 방향을 갖는 양상으로 생성될 것이다. 추가로, 질량 모멘텀소스는 사용자가 정의한 속도로 움직일 수 있다. 이들은 노즐, 배기관, 파이프 등과 같은 물체들을 나타내는데 이용된다. 이런 접근방법은 영역의 크기에 비해 소스 크기가 작을 때 특히 유용하다. 질량모멘텀소스는 유체를 방출하거나(유량이 양일 경우) 또는 제거할 수 있다(유량이 음일 경우). 다음에서 유체를 방출하는 질량모멘텀소스는 소스, ...
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Mass Sources / 질량소스 질량소스는 형상요소와 연관되어 있다. 요소가 질량소스로 정의될 때 유체는 사용자가 지정한 체적이나 질량 유량으로 개표면(다른요소 또는 계산영역의 경계에 의해 막혀있지 않은 표면)을 통해 계산영역으로 들어온다. 음의 유량을 갖는 질량소스는 유체를 계산영역에서 제거하며 싱크(이 이후로 소스는 단지 양의 유량을 갖는 질량소스를 뜻한다)라고 불린다. 정지 및 이동요소 모두 질량 또는 체적유량소스로 정의될 수 있다. 이 모델에서는 각기 질량 또는 체적 유량, 유체형태(유체 1,2 또는 이들의 혼합물), 유체밀도 그리고 온도 같은 고유한 물성 그룹으로 특화되는 다수의 소스 및 싱크를 사용할 수 있다. 다음과 같다는 것을 알 수 있다. 질량/체적 유량은 시간에 따라 변할 수 있다. 결과적으로 모사(simulate)동안에 소스는 싱크로 ...
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General Scalar Transport / 일반 스칼라 이송 위에서 기술된 유동변수에 추가로 FLOW-3D 는 또한 일반 스칼라 양들을 사용한다.  스칼라는 유체1, 유체2 또는 둘 다의 물성을 정의할 수 있는데, 이 경우 advectable 스칼라라고 불린다. 스칼라는 또한 유체가 아닌 계산영역의 위치에 고정된 양을 정의할 수도있다; 이런 스칼라는 non-advectable 이라고 부른다. 스칼라 모델은 표준모델에서 사용되는 것들이다, 예를들면, Sediment Scour and Deposition, Defect Tracking, Air Entrainment 또는 Fluid Residence Time. 이 스칼라들은 각기 모델이 활성화될 때 자동적으로 정의된다. 사용자-정의 스칼라는 표준 모델에서 사용되지 않고 사용자가 Marker Particles 와 유사하게 유체 표식자로 또는 사용자 주문의 일부로 사용될 수 있다(예제 참조: 사용자 주문방식 장의 Counting Particle ...
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Equation-of-State / 상태방정식 압축 상태방정식은 형태를 갖는다고 가정된다. ρ = ρ(p,T)          (10.40) 두 물질 문제에서 별도의 유체상태를 결정하기에 하나의 혼합물 에너지는 일반적으로 충분하지 않다. 그러므로 두 물질은 같은 온도를 가지며 두 물질 사이의 에너지를 나누어 갖는다고 가정한다. 완전 기체 상태방정식이 압축성 유체에 대한FLOW-3 D에서의 디폴트이다. 열적 부력유동에서 유체밀도는 Buoyant Flow 에서 기술되는 바와같이 단지 온도의 함수이다. 비압축성 유체는 일반적으로 일정하고 균일한 밀도를갖는다. 그러나 비압축성 유체에서 불균일 밀도를 정의할 수도 있다 ...
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Structure Temperature Equation / 구조열방정식 입력에서 열전달 선택(IHTC > 0) 이되면 열구조의 동적 온도가 FLOW-3D 에 의해 평가된다. 열구조는 망 벽경계이거나 또는 물체일 수가 있다. 열구조물 온도를 해석하기 위한 가장 일반적인 방정식은           (10.38) 이며 여기서 Tw 는구조물온도 ρw, Cw,와 kw 는 구조물의 밀도,비열 및 열전도도 값이며 TSOR 는 지정된 외부소스와 고체-액체 열전달로부터 기여된 비에너지 소스항이다. 열전달의 평가는 Wall Heat Transfer 에서 논의된다. 어떤 고체나 벽경계는 집중 질량모델로 간주될 수있다. 이 경우 전체구조는 균일온도로 가정되며 이는 열전도항을 제거시키고 다음과 같이 된다.           (10.39) 여기서 지금 Mw 는 구조질량이고 ITSOR 는 체적과 또는 ...
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Fluid Energy Equations / 유체에너지방정식 압축성 또는 열유동문제에서 내부에너지방정식은 다음과 같다.           (10.21) 여기서 I 는 거시 혼합 내부에너지이다. 2유체문제에 대해서 ρI = Fρ1I1 + (1 − F)ρ2I2                                                                                                          (10.22) 여기서F는 유체1의 체적율이고 색인은 유체 1이나 2에 연관된 양들을 가리킨다. Heat of Transformation / 상변태열 에너지는 온도의 선형함수이라고 가정된다. I = CV1 · T + (1 − fs) · CLHT1                                                                 (10.23) 여기서 CV1는 유체1의 일정 체적시의 비열이다. fs 는 고상율이고 CLHT1는 잠열이다. 유체1의 응고나 액화와 관련된 잠열은 두 가지 중의 하나로 정의된다. 가장 단순한 방법은 고상온도 TS1, 액상온도 TL1, 그리고 이 두 온도 사이에서 발생하는 상변화의 비열 ...
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Fluid Interfaces and Free-Surfaces / 유체경계면과 자유표면 유체 형상은 유체제척(VOF) 함수 F (x, y, z, t)로 정의된다[HN81]. 이 함수는 단위체적당 유체 1 의 체적을 나타내며 다음식을 만족한다.           (10.19) 여기서           (10.20) 확산계수는 νF = cFµ/ρ 로 정의되며 cF 는 이의 역수가 가끔 난류 Schmidt 수로 불리는 상수이다. 이 확산 항은 단지 두 유체의 분포가 F 함수로 정의되는 난류 혼합에 대해서만 의미가 있다. FSOR 항은 식(10.1) 의 밀도소스 RSOR 에 해당한다: FSOR 는 유체1의 질량소스와 관련된 유체1의 체적율의 시간에 대한 변화율이다. F 의 설명은 해석되는 문제의 형태에 달려있다. 비압축 문제는 자유표면을 가지는 ...
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Momentum Equations / 운동량방정식 3좌표방향의 유체속도성분(u, v, w) 에대한 운동 방정식은 약간의 추가항을 가지는 Navier-Stokes 방정식이다.           (10.9) 이 방정식들에서 (Gx, Gy, Gz) 는 물체가속도, (fx, fy, fz) 는 점성가속도, (bx, by, bz)는 다공매질이나 다공배플면을 지날때의 유동손실이고 마지막항은 형상요소에의해 표현되는 소스에서의 질량주입을 고려한다. 식(10.9) 의항 Uw = (uw,vw,ww) 은 소스성분의속도이며 General Moving Objects Model 에서의 질량소스에 대해서는 일반적으로 0이 아니다. 항 Us = (us,vs,ws) 는 소스자체에 상대적인 소스표 면에서유체의 속도이다.이는 다음과같이 각 유한체적에서 계산된다.           (10.10) 여기서 dQ 는 질량유량 ρQ 는 유체소스밀도 dA 는 셀(cell) 내 소스 표면의 면적이며, n 은 ...
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Mass Continuity Equation and Its Variations / 질량연속 방정식 및 그 변형 일반 질량 연속 방정식은           (10.1) 이며 여기서 VF 는 유동에 열린 체적율 ρ 는 유체밀도 RDIF 는 난류소산항이며 RSOR 는 질량소스이다. 속도성분(u, v, w) 은 좌표방향 (x, y, z) 또는 (r, RSOR, z)을 따른다. Ax 는 x-방향 유동에 열린 면적율이고 Ay  와  Az 는 각기 y 와 z 방향의 유동을 위한 면적율이다. 계수 R 은 다음과 같이 좌표계의 선택에 의존한다. 원통좌표계가 사용될 때 y미분은 방위각 미분으로 변환되어야한다.            (10.2) 변환은 다음 등가식을 이용하여 수행된다.           ...
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Coordinate Systems / 좌표계 해석되어야 할 미분방정식은 데카르트 좌표계 (x, y, z)로 쓰여있다. 원통형(r, θ, z) 좌표계에서 x-좌표는 반경방향으로 정의되고 y-좌표는 방위각, θ, 으로 변환되며 z 는 축 좌표이다. 원통형 형상에 대해서 추가항이 데카르트 운동방정식에 더해져야 한다. 이항들은 계수 ξ 를 포함하는데 ξ = 0 이면 직교좌표계, 반면에 ξ = 1 이면 원통좌표계에 상응한다. 모든 방정식은 면적과 체적 다공함수로 공식화 되어있다. Fractional Area/Volume Obstacle Representation Method [HS85] 이며 FAVORTM 라고 불리는 이 공식은 복잡한 형상을 모델링하는 데 이용된다. 예를들면, 다공 체적이 없는 지역은 물체를 정의하는데 이용되며 면적 다공은 얇은 다공 배플을 모델링하는데 이용된다. 또한 다공함수는 자유표면 및 벽경계조건을 지정을 쉽게 ...
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Theory Overview / 이론 개요 FLOW-3D 는 일반적인 목적의 전산유체역학(CFD) 소프트웨어이다. 다양한 규모 및 물리적 유동현상에 대한 시간 및 3차원 해를 얻기위해 유체의 운동방정식의 해를 구하는  특별히 개발된 수치기법을 이용하고 있다. 일련의 물리 및 수치적 선택을 통해 다양한 종류의 유체유동 및 열전달 현상에 FLOW-3D를 적용할 수 있다. 유체운동은 비선형, 과도형의 2차 미분방정식으로 기술된다. 유체 운동방정식이 이 방정식을 풀기 위해 이용되어야 한다. 이런 방법을 개발하는 과학(그리고 가끔 예술)을 전산유체역학 (computational fluid dynamics) 라고 부른다. 이런 방정식들의 수치해는 대수표현식을 가지는 각 항들을 근사하는 것을 수반한다. 이렇게 얻어진 방정식들은 원래 방정식에의 근사해를 내도록 풀어진다. 이 과정을 (전산) 모사라고 부르며 이용 가능한 수치해석 알고리즘의 ...
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Thermal Die Cycling열금형 사이클링 Thermal Die Cycling 모사는 수 많은 주조 후 금형 온도를 얻고 준 정상 상태 조건을 얻는 데 이용된다. 이러한 유형의 모사는 금형의 수명을 연장하기 위해 충분한 냉각 여부를 판단하고 최종 주조 부품에 결함이 발생하지 않는지 확인하는데 도움이 된다. 금형 사이클링 모사를 설정하기 전에 Fluid internal energy advection 와 Fluid to solid heat transfer on Physics → Heat transfer panel 를 활성화시킨다. Thermal Die Cycling은 Thermal Die Cycling 의 전체 수(Physics → Thermal die cycling → Total number of cycles)를 지정함으로써 활성화 될 수 있다. 한 모사 중 사이클수의 제한은 없다. 이 때 각 사이클은 10개의 구간으로 ...
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열 응력 진화 (TSE) 모델은 응고유체 지역 내 응력과 변형을 모사하고 해석하기 위해 유한요소법을 이용하도록 되어 있다. 이 응력들은 주변 유체에 의해 가해지는 힘, 응고 된 유체 내의 온도 구배 및 또는 벽/주변요소들에 의한 제약에 의한 결과로 발생할 수 있다. Model Setup모델 설정 이 계산은 완전히 응고된 유체 셀에 대해서만 계산되므로 이 모델은 Solidification 모델의 활성화를 필요로 한다. Thermal stress analysis 는 Solidification 창 또는 Meshing & Geometry → Geometry tree 밑의 Solidified fluid region 에서 활성화 된다. 이 모델의 사용을 위한 재료 물성치 최소 요구 양들은 다음과 같다 : Fluid Density 와 Bulk Modulus, Shear Modulus, Elastic (Young’s) Modulus, ...
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Time Dependent Output / 시간 의존 출력 시간 의존 출력 간격은 모든 형태의 출력 데이터에 지정될 수 있다. 시간 의존 표는 Output tab → Interval buttons을 통해 접근된다. 두 시간 입력 사이의 출력 빈도는 두 입력 중 두 번째에 지정된 빈도(시간의 단위)에 의해 지정된다. 다음 예제는 이 방법을 보여준다. 7, 10, 12, 그리고 19초에서 Selected Data 출력을 얻기 위해 표를 다음과 같이 채운다 ...
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1유체 문제에서 자유표면상의 유체는 상변화 모델이 사용되면 기화하거나 응축할 수있다. 이는 경계면의 기체쪽이 일정 압력이거나 균일 기포지역일 때 유효하다. 유체가 하나 또는 그 이상의 용질을 가지면 용질의 농도는 액체의 증감에 따라 변해야 한다. 일반적으로 용질은 액체의 기화에 따라 더 농축된다. 기화 또는 응축 경우에 유체와 관련된 임의의 스칼라농도는 상변화에 의해 변화된 농도를 가질 것이다. 한 표면요소가 액체로 반보다 적게 차있으면 농축지역이 표면요소 두께의 반에 해당할 정도로 농도변화가 바로 인접한 표면 요소로 퍼질 것이다. 충분히 기화가 발생하여 용질농도가 충분히 높으면 표면막이 생기거나 액체가 완전히 기화하면 잔류물이 고체표면에 형성될 수도있다. 이것이 FLOW-3D 에서 모사되기 위해 잔류모델이 선택되어야 한다. 이 모델의 활성화는 일단 ...
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Bubble and Void Region Models 액체 및 기체 둘 다 존재하는 유동의 많은 계산들은 “자유표면유동”으로 이상화될 수 있다. 이런 형태의 유동은 기체를 균일압력과 온도를 가지는 지역으로 간주하여 해석되는데 이로써 기체의 역학을 해석할 필요가 없어진다. 자유표면 계산에서 FLOW-3D 는 유체가 차지하는지역의 유체 분율이 0이 아닌 것으로 인식한다. 자유표면 계산은 유체분율이 0인지역이 존재해야 한다. 이런 각 지역은 “공간지역”(또는 가끔 “기포”)로 불린다. 공간지역들은 서로가 유체셀, 물체 또는 배플 등에 의해 분리되어 있을 수 있다. 이런 지역들은 물리적으로 기체에 의해 차지된 체적들을 나타낸다. VOF 해석 알고리즘은 이런 지역에서의 기체의 역학을 해석하지 않는다; 대신에 균일 압력지역으로 처리하며 이는 보통 탁월한 근사이다. 압력은 액체/기체 경계면에서 경계조건으로 ...
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10.3.24 Wall Heat Transfer 벽 열전달 에너지 이송방정식 선택을 사용하여 수행된 계산에서FLOW-3D는 유체와 열 구조물이라불리는 구조물질간의 열전달을 허용한다. 유체 계산은 완전 비압축성이거나 거의 비압축성 또는 압축성 유동일 수 있다. 열구조물은 내부 물체이거나 계산 망 경계에 있는 벽일 수 있다. 2차원 배플을 통한 열전달 또한 허용된다. 열전달모델은 사용자에게 유연성을 주기 위한 많은 선택을 가지고 있다. 유동은 열전달에 의해 발생하는 부력에 의해 좌우되거나 그렇지 않을 수 있다. FLOW-3D는 알려진 온도, 지정된 열유속, 또는 지정된 내부 파워소스를 가지는 경계로부터의 열전달을 계산한다. 각기 고유의 온도/열유속량/파워소스를 가지는 다수의 구조물이 있을 수있다. 2유체 문제에서 혼합물의 내부에너지 방정식,(10.21) 과 (10.23)이 소스(또는 싱크) 항이 혼합에너지에 추가되도록 사용된다. 이 ...
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Turbulence Models 난류모델 난류란 안정화시키려는 점성력이 불충분할 때 발생하는 불안정하고 혼란한 운동이다. 높은Reynolds수에서 유동 내에서 발생하는 자연적 불안정성은 감쇠되지 않고 여러 크기의 와류를 생성으로 나타난다. 이 거동은 쉽게 수도꼭지에서 나오는 유동에서 또는 자유표면상에서 보이는 줄무늬 같이 빨리 움직이는 흐름에서 볼 수 있다. 매일 출퇴근시 자동차 주변에서 회전하는 잘 보이지 않는 난류 와류도 있다. 난류는 또한 공업 과정에서 중요하다: 고압 주조충진시 거의 모든 중간 내지 대규모의 유동 과정이 그렇듯이 확실히 난류가 발생한다. 간단히 말하면 난류는 우리 주변 모든 곳에 있고 유동모델 수치해석에서 무시될 수 없다. 이상적으로 질량 과 모멘텀방정식을 이용하여 난류 변동의 모든 면을 모사할수있을 것이다. 이는 이런 상세내용을 다 포착하기 ...
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11.44 Tabular Data 표 데이터 11.44.1 Temperature Dependent Properties온도의존 물성치 대부분의 유체와 고체 물성치는 온도의 함수로 정의될 수 있다. 데이터는 표를 통하여 솔버로 전달된다. 이 표들은 물성치를 위한 Tabular 버튼이 있는 곳에서는 어디서나 입력될 수 있다. 표들은 다음과 같다. 수동적으로 입력된다. comma-separated-value (csv) 파일로 prepin.* 파일에 입력된다. csv 파일은 spaces, commas, tabs, 또는 semicolons으로 단락이 구성될 수 있다. 직접 csv 포맷의 외부 데이터 파일로부터 읽을 수 있다. csv 파일은 spaces, commas, tabs, 또는 semicolons으로 단락이 구성될 수 있다. 이 물성치 들은 Materials 메뉴의 Fluids Database 나 Solids Database로부터 유체 및 구성요소에서 입력될 수 있다. csv 파일을 읽거나 외부파일에서 불러들인 경우에 ...
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Wind Shear Stress / 풍속전단 응력 커다란 개방된 수역을 모델링 할 때 자유 표면상에 풍속전단응력을 포함하는 것이 바람직하다. 이는 수평 수면에 대해 FLOW-3D 에서 수행될 수 있다. 즉, 수면은 +z 방향으로 외향 단위 법선을 가지며 중력은 -z 방향이다. 이 유동은2차원(x-z 또는 y-z 평면에서), 3차원 또는 shallow (x-y 평면에서의 깊이 평균유동) 이다.  풍속전단응력 ~τs 는 다음과 같은 2차식으로 계산된다. 여기서 ρa 는 공기의 밀도이고, 는 수면 위10m상공에서의 풍속이며, CD′ 는 일반적으로 0.003인 풍속 전단계수(또는 항력계수) 값이다. 풍속은 일정하거나 시간에 따라 변할 수 있으나 수면에서는 균일해야 한다. Wind 변수는 Physics → Wind 에서 정의된다. Wind 형태 밑에서 Constant wind 나 Time variable ...
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Viscosity and Turbulence점도와 난류 Wall Effects: Slip, Shear, and Component Roughness벽효과: Slip, 전단 및 요소조도 유체가 고체 주위에서 움직일 때 유동은 유동속도, 난류, 그리고 경계면의 조도에 따른 저항을 만난다. 이런 경계 유동의 효과는 추가의 전단응력, 항력 그리고 (퇴적기반인 경우)부식을 초래한다. 이런 벽(또는 경계)효과를 모델링하는 것은 표면의 미끄러짐의 조건, 표면조도 그리고 벽 효과 속도분포를 적절히 규명할 수 있는 격자크기에 대한 주의를 요한다. 이런 변수 각각을 모델링하는 접근법을 밑에서 기술한다. Wall Slip / 벽 미끄러짐 Slip 은 유동경계에서 상대 유동속도의 존재를 기술한다. 일반적으로 표면조건은 no-slip, partial-slip 그리고 free-slip 으로 기술된다. Free-slip 표면은 표면에 수직한 속도 분포에 변화가 없는 표면이며 가끔 밀도의 자리 ...
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Solidification Shrinkage and Porosity Models / 응고수축과 기공모델 FLOW-3D는 고압 주조, 중력 및 경동주조 그리고 원심 및 스퀴즈 주조같은 주조과정을 모사하는데 이용될 수 있다. 한 이러한 응용은 응고시 체적 수축을 모델하는 것인데 최종 제폼의 열악한 기계성능을 일으키는 다공결함의 흔한 원인이다. FLOW-3D는 이런 결함의 발생을 최소화하는 원가절감 과정을 설계하는데 유용한 방편을 제공한다. 응고 금속의 기공은 상변화중의 체적변화(즉, 수축)뿐만 아니라 기포의 생성의 결과이다. 수축에 의한 금속내 거시-기공을 예측하는데FLOW-3D에서 이용되는두가지 모델이 있다. 첫째는 완전한 유체방정식의 해를 구하는 것이다.  이 결과로 응고 중인 금속내의 속도와 압력의 전개가 예측될 수 있다. 그러므로 이 모델은 유체(Hydrodynamic) 또는 1차 원리[First Principles (FP)], 수축모델이라고 불린다. 연속 및 에너지방정식,(10.5) ...
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Shallow Water Model / 천해모델 천해유동은 수평의 규모가 수직의 규모보다 훨씬 큰유동이다. 그 예로 바다, 하구, 큰 호수,계절적 홍수,액체 코딩, 윤활막, 그리고 자동차 앞유리의 물 등의 유동이 있다. 천해유동에서 유체의 수직가속도는 무시할 정도이고 깊이 평균 등가로 모든 유동방정식 변수들을 치환할 수 있는 3차원 유동에의 좋은 근사법이다[Ped87]. 이 때 3차원 운동방정식은 천해 유동식 또는 천해 유동모델이라 불리는 수평 방향에서의 2차원식으로 축소된다. 이 모델에서 유체의 자유표면은 파동현상을 표현 할 수 있다. 불균일 수평경계(예, 경사가 있는 해변)는 순수 수평유동으로부터 약간의 편차가 있을 수 있다. 이런 의미에서 깊이 평균된 근사는 어느 정도의 3차원효과를 포함한다. 참고[Kna78], [SG69]에서 천해 방정식과 이의 고차원 개선에 관한 훌륭한 논의가 ...
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Wave-absorbing Layer (Sponge Layer) at Outflow Boundary유출 경계에서의 파 흡수 층(스펀지 층) When periodic traveling waves reach an outflow boundary, undesired wave reflection occurs more or less depending on the boundary conditio. As a result, the waveform in the region of interest may become irregular, and fluid volume in the computational domain may experience significant conservation problem. A wave-absorbing layer or sponge layer is a special region installed before an outflow boundary to absorb wave motion, which reduces wave reflection from the boundary. As described in the Theory manual section Wave-absorbing Layer (Sponge Layer) at Outflow Boundary, the absorption is ...
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10.3.20 Sediment Scour Model 퇴적물 세굴모델 퇴적 세굴모델은 입자크기, 질량밀도 임계 전단응력, 안정각 및 연행과 이송 변수 들이 서로 다른 물성치를 가지는 다수의 비응집성 퇴적 종류들을 가정한다. 예를들면, 중간 크기 모래, 거친 모래 그리고 미세 자갈은 한 모사에서 세가지의 다른 종으로 분류될 수 있다. 이 모델은 3차원이나 천해 유동모델에서도 사용될 수 있다. 이 모델은 퇴적물의 운동을 퇴적물의 침식, 이류 그리고 퇴적을 예측함으로써 다음과 같이 추정한다. 부유퇴적물 이송계산 중력에의한 퇴적물의 침전 계산 바닥의 전단 및 유동 섭동에의한 퇴적물 연행 계산 퇴적 입자들이  하상하여 유사 바닥을 따라 구르고, 건너뛰고 그리고 미끄러지는 소류사 이동 계산 FLOW-3D 에서 이는 퇴적물이 존재할 수 있는 두 ...
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Two-Fluid Flow / 2-유체유동 2유체 문제를 위해  General → Number of fluids → Two fluids 를 지정한다. 그런 경우 유체1은 Fluid fraction, F=1.0, 단위 값으로 기술된다. F=0.0 인 지역은 유체 2로 채워져 있다. 유체분율 0과1사이의 값은 유체1의 체적분율 관점에서 두 유체의 혼합물을 기술한다. 각 유체의 물성, 예를 들면 밀도나 점도는 in Fluids → Properties 에서 지정된다. 각 유체와 관련된 변수들을 위하여 별도의 항목이 있다. 유체와 성분경계의 열 전달 계수는 별도로 Meshing and Geometry → Component → Surface properties에서 각 유체에 대해 지정될 수 있다. 배플을 통한 열교환은 Meshing and Geometry → Baffles → Baffle # → Heat Transfer Properties에서 지정된다 ...
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Rigid Body Dynamics for Non-Inertial Reference Frame / 비관성기준계에 대한 강체동역학 가끔 우리는 강체 안에들어있는 유체의 움직임에 의해 영향을 받는 강체내 유체의 운동에 관심이 있다. 이런 경우에 강체와 연관 유체의 결합된 운동을 예측하기 위해 into FLOW-3D 내의 통합된 결합된 강체동력학 모델을 적용할 수도있다. 관성 공간에 상대적인 강체운동의 평가를 고려해 보자. 더구나 강체가 유체가 부분적으로 차있는 공간(탱크들)을 가지는 경우도 가정한다. 강체 질량 중심의 운동, 이의 회전(자세) 그리고 탱크내 유체의 운동을 모사하고자 한다. 모사는 시간에 따른 속성을 예측한다. 유체운동, 그리고 이에 기인하는 힘과 토크의 평가는 다양한 분야의 물리적 현상을 포함을 허용하며 통상적인 알고리즘에 따라 수행된다. 그림 10.10 관성 및 물체고정좌표 이를 모사하기 ...
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토양, 파쇄 암석, 스펀지와 종이들은 모두 다공매질의 예이다. 다공매질은 유체가 흐를 수 있는 연결된 간극 공간을 가지는 고형물질을 뜻한다. 미세규모에서 빈 공간내의 속도와 압력은 아주 불규칙하나 거시적 관점에서는 체적 평균된 근사법은 유동을 상당히 잘 나타낸다.   물질의 전반적 크기에 상대적인 공간의 크기로 물질을 다공질로 모델링할 지에 또는 각개의 공간으로 모사할지에대한 적합성을 판단한다. 예를들면, 종이 한 장은 아주 얇지만 종이 안 공간의 크기는 훨씬 더 작다. 종이를 통한 평균유동이 관심이라면 종이를 다공도같은 체적 평균된 미세물성을 가지는 다공 매질로 간주하는 것이 적절할 것이다. 그러나 종이 내의 작은지역에서의 등방성 섬유 분포에 의한 심지 거동이 관심이라면 각 섬유가 모사에서 나타나야 한다. 한 계산 셀내 체적에 ...
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Lost Foam Model / 로스트폼 모델 로스트폼 주조과정에서 폼은 몰드 공간을 차지하고 금속의 유동에 저항을 미친다. 모멘텀은 로스트폼 주조과정에서 단지 작은 영향을 미친다. 폼은 강도를 잃을만큼 충분히 열을 받지 않는 한, 금속의 흐름을 방해하는 형태의 물체로 표현된다. 이런 의미에서 금속의 폼으로의 이동은 금속의 압력이나 관성에의 해서라기보다 열전달 방식에 의해 조절된다. 금속이 폼이 있는 유한 체적내로 진입할 때, 한 시간 증분 동안에 금속에서 폼으로 전달되는 열이 계산된다. 이 양은 금속의 온도에 도달하고 분해되는 폼의 체적을 계산하는데 이용된다. 분해된 폼의 양을 계산할 때 폼의 용융과 기화 잠열을 포함하는 것이 필요하다. 폼에 전달된 에너지는 금속으로부터 제거된다. 폼에서의 열전도는 무시된다. 금속은 각 유한체적내에서 제거된 ...
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Combustible Object Model / 연소물체모델 고체 추진연료의 연소는 로켓 엔진설계에 관심사이다. 이 절은 가스내 고체 추진연료의 연소를위한 모델을 기술한다. 추진연료의 연소는 주위 가스의 압력과 온도를 높인다. 결과적으로 고체 연료내에 응력과 변형이 발생한다. 추가로 연료가 사용되면 유동영역이 증가한다. 이런 변화를 예측하는 것에 관심이 있다. 이 모델은 다음 물성치를 갖는다. 연소율은 경험 지수를 가지는 멱 함수를 이용하여 가스 압력에 의해 조절된다. 연소 반응화학은 모델링되지 않는다. 사용된 고체연료는 등가질량을 가지는 가스로 변환되고 역학적으로 계산된 압력, 속도장 그리고 확산에 따라 이동된다; 연소가스의 밀도는 이상 기체 상태 방정식(EOS으로부터 계산된다; 연소율에대한 직접적인 난류효과는 무시된다; 연소 요소에서의 응력 및 변형 계산 또한 포함될 수 있다; 수치적 접근은 ...
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Surface Tension / 표면 장력 표면장력은 기체와 액체 사이 또는 두 섞이지 않는 액체 사이에서 뚜렷한 경계면에 접한 평면에 작용하는 힘이다. 이 힘은 두 물질 사이 분자간 힘의 차이에 의해 발생한다. FLOW-3D 에서 표면장력은 1 또는 2유체의 유동에서 모델링 될 수 있으며 항상 General → Interface tracking 에서 활성화된 Free surface or sharp interface 모델과 함께 사용 되어야 한다. 이 모델은 Physics → Surface tension 과 Activate surface tension model 를 체크함으로써 활성화된다. 표면장력 계수는(Surface tension coefficient, SIGMA) 또는 물성치 트리에서 지정된다: Fluids → Surface Tension → Surface Tension Coefficient. 여기서 정의되는 전반적 Contact angle은 경계면이 고체벽 경계와 고체요소를 만날 ...
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Dissolving Solid Solute Model / 용해 고상용질 모델 액체 내의 고상 용질의 용해는 여러 응용분야에서 관심이 있다. 용액을 이용한 채광으로부터 음식물 가공, 의학적 응용까지. 본 내용은 유체 내의 고상 용질의 용해와 소금물 내의 용질 추적 같은 모델을 기술한다. 고상용질의 용해는 유체의 밀도를 증가시키므로 유동에 영향을 미친다. 추가로 용질이 용해될 때 유체영역이 증가한다. 이 모델은 유체와 고체 경계면에서의 질량전달, 고상용질의 체적과 형태의 변화, 유체내 용해된 용질의 확산 및 대류, 그리고 마지막으로 유체밀도,점도,그리고 표면장력 계수 같은 기본 물리적 현상을 고려한다. 유체내 용해된 용질의 양은 질량 농도 C 로 표현된다. C 에대한 이송 방정식은    (10.194) 이며 여기서 u 는 유체속도, D 는 유체내 ...
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Surface Defects and Lost Foam Residue / 표면결함 및 로스트폼 잔류 금속주조에서 액체금속이 주형을 충진할 때 액체표면상의 불순물이 주조품 내부로 접혀 들어가는 것이 가능하다. 이러한 불순물들은 최종 부품의 기계적 취약성을 일으킬 수 있다. FLOW-3D 에 두 관련 모델이 있다: 표면 불순물이 자유 표면에서의 산화물 형성에 의해 발생하는 Free surface defect tracking 모델과 불순물이 금속에 의한 폼의 용융 또는 기화 후에 잔존하는 탄소 잔류물때문인 Lost foam residue 모델. Physics → Defect tracking 을 선택 후 전자를 활성화하고 Track free surface defects 를 활성화 시킨다. Physics → Lost foam을 선택하여 Lost foam residue tracking을 활성화하고 Track foam residue를 선택한다. 금속표면이 충진 중에 ...
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수치해석을 하는 많은 분들은 대부분 시간과의 전쟁을 치루고 있습니다. 좀 더 빨리, 좀 더 상세한 결과를 얻어야 하기 때문에, 많은 분들이 예산이 허락하는 한 성능 좋은 컴퓨터를 확보하는 것이 최대의 목표가 되고 있습니다. 한 동안 AMD가 인텔의 경쟁자로 존재하면서 두 회사는 선의의 성능 경쟁을 치열하게 전개해 왔는데, AMD가 서서히 경쟁력을 잃고 있다가 최근에 젠 CPU를 통해 다시 경쟁에 불을 지피고 있습니다. 여기에 두 회사의 최신 주력 CPU 의 내용을 기사에서 인용하여 소개합니다. 인텔, 18코어 36스레드 갖춘 코어 i9 칩 발표 "AMD 쓰레드리퍼와 전면전" (기사 출처 : itworld) 퍼스널 컴퓨팅 PCWorld 인텔이 코어 i9을 무기로 본격적인 AMD와의 전쟁에 돌입했다. 인텔은 30일 대만 컴퓨텍스에서 ...
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유체-구조 상호작용과 열응력 전개모델 유체 구조 상호작용(FSI) 과 열응력 전개모델(TSE) 은 같은 접근법을 사용한다. 즉, FLOW-3D 내에서 완전히 결합된 고체역학과 유체유동을 해석한다. 전자는 고체 성분내 탄성응력을 해석하나 후자는 응고된 유체 지역 내에서 해석한다. 이 모델에서 사용된 접근법은 FLOW-3D 내의 다른 모델과 다르다. 유체와 열전달 계산에 사용되는 원래 구조화된 유한차분법 망은 이 모델에서는 사용되지 않는다. 대신에 고체와 일치되며 함께 변하는 비구조적인 유한 요소(FE) 격자가 사용된다. 이는 고체역학 방정식을 해석할 때 FE 망을 사용하는 것이 불일치하는 유한차분 격자를 사용하는 것보다 훨씬 정확하고 편하기 때문이다. 표준 FLOW-3D 망이 고체성분(FSI에 대해)이나 고상화된 유체지역(TSE에 대해) 새 유한요소(FE) 망을 생성하는데 이용된다. 대부분의 고체지역에서 표준6면 망은 변경없이 ...
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Squeeze Pins / 스퀴즈 핀 Description and Usage / 기술과 사용 스퀴즈 핀 모델은 고압 또는 영구주조 시 주형 내에 있을 수 있는 스퀴즈 핀의 효과를 포함하도록 설계되어 있다. 주형 내 금속의 응고 시 특정 시간에 활성화된다. 핀의 목적은 주조 시 액체 금속의 유입이 어려운 곳으로 응고금속을 밀어서 수축공을 제거하거나 줄이는 것이다. 각 핀의 다른 끝은 활성화 시에 일정한 힘을 주는 유압 장치에 연결되어 있다. 핀 모델은 규정된 운동을 하는 GMO 모델에 기반되며, 단순수축모델에서만 작동하므로 힘에 따른 동적 현상이 모델에 반영되어있지 않다. 일단 활성화되면 핀은 인접한 금속의 수축량을 감지하고 그 체적을 정확히 보상하기 위해 이동한다. 핀은 직선운동을 한다. 최대 이동거리는 ...
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공기 갇힘 / Air Entrapment FLOW-3D 의 공기 포획 모델은 중력 주조 공정과 같은 금속 주조 시스템에서 발생하는 동반 공기의 양을 추정하는데 사용됩니다. 이것은 단순한 물리적 메커니즘을 기반으로 하며, 이는 고압 다이 캐스팅 공정과 같은 다른 금속 주조 시스템에서 발생하는 동반 공기의 양을 추정하는데도 사용될 수 있음을 의미합니다. 최근의 모델에 더 많은 물리적 세부 사항이 추가 됨으로써, 기포 형태로 간주되는 혼입된 공기가 부력으로 인해 주위의 액체 금속에서 상승하고, 자유 표면에 도달하면 액체를 떠나는 것으로 모델링 될 수 있습니다 . 고객 사례 Littler Diecast Co. A380에 캐스팅 된 지지대. 공기 흡입에 의해 착색됩니다. Littler Diecast Co.의 예 Deco Products Caster Wheel ...
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35th Anniversary Simulation Contest Flow Science의 35 주년 기념 시뮬레이션 경연 대회의 항목에 대한 최신 블로그 게시물을 읽어보십시오. 앞으로의 개발 방향, 새로운 애플리케이션 및 주요 고객 사례 연구에 대해 자세히 알아 보려면 Flow Science 블로그를 구독하십시오. 최신 블로그 게시물을 메일로 받으려면 blog.flow3d.com.의 블로그 업데이트에 가입 하면 됩니다 ...
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홈페이지에 전산 유체 역학 모델의 기초 자료가 새롭게 등록 되었습니다. CFD-101 전산 유체 역학 모델의 기초는 전산 유체 역학의 기본을 정리한 가장 포괄적인 온라인 소스입니다. 본 자료의 저자인 CW (Tony) Hirt 박사는 Flow Science Ince의 설립자이며, VOF 방법의 전문가로 널리 알려져 있으며, 본 자료는 Hirt 박사의 원문인 CFD-101을 일부 번역하여 소개하는 자료입니다. CW (Tony) Hirt 박사 자료위치로 바로가기 클릭 문서에 일부 오타나 오역이 있을 수 있습니다. 지속적으로 보완하여 양질의 좋은 자료가 될 수 있도록 하겠습니다. 고객 여러분들 께서도 수정사항을 발견하시면 저희에게 연락주셔서 이용하는 모든 사람들이 혜택을 볼 수 있도록 도와주시기 바랍니다. 연락처 : 02-2026-0455 이메일 : flow3d@stikorea.co.kr 감사합니다 ...
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1. 개요 수치해석을 하는 엔지니어들은 사용하는 컴퓨터의 성능에 무척 민감하다. 그 이유는 수치해석을 하기 위해 여러 준비단계와 분석 시간들이 필요하지만 당연히 압도적으로 시간을 소모하는 것이 계산 시간이기 때문일 것이다. 따라서 컴퓨터의 성능 평가를 하기 위해서 기본적으로 검토해야 하는 사항을 살펴보도록 하자. 1-1시스템 성능의 정의 컴퓨터 시스템의 성능이란 단위 시간당 시스템이 처리하는 작업의 수에 의해 결정되거나 처리량, 응답시간, 평균 대기 시간 등의 요소가 복합적으로 상호작용하여 결정되는 것으로 시스템 총 생산성을 결정하는 요인이다. 1-2시스템 성능 평가의 정의 시스템(HW+SW)의 성능을 측정하거나 그 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 조사하는 작업 작업부하모델(Workload model)로 수행능력을 측정하여 시스템의 성능을 객관적이고 종합적으로 판단하는 것 1-3 목적 선정(Selection) : ...
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