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동적 펌프 오늘은 많은 펌프의 분류 중 한 가지인 동적 펌프에 대해서 알아보는 시간을 갖고자 한다. 동적 펌프 동적 펌프의 가장 일반적인 형태는 원심 펌프나 액시얼 펌프이다. 이 펌프들은 부드럽고 연속적인 유량을 만들어내지만, 출력 유량은 회로 저항이 커짐에 따라 줄어들어 유압시스템에서는 거의 사용되지 않는다. 동적 펌프에서 회전 임펠러 또는 프로펠러와 고정 하우징 사이에는 큰 간극이 있다. 따라서 외부 시스템의 저항이 커짐에 따라 유체의 일부는 간극을 통해 거꾸로 스며들어, 토출 유량의 감소를 초래한다. 이 유량 감소는 최소 저항을 따라 유체가 흐르기 때문이다. 외부 시스템의 저항이 무한히 클 때, 펌프는 유량을 전혀 생성하지 않으며 용적 효율은 0이 된다. 이 펌프는 일반적으로 저압에서 많은 유량이 필요한 곳에.. 2022. 9. 20.
물체에 작용하는 저항 오늘은 물체에 작용하는 저항에 관하여 알아보자. 유체 속에 잠겨있는 물체가 운동할 때 발생하는 힘(저항력)은 공학적으로 대단히 중요하다. 이것은 외부 유동에 해당하며 내부유동과 마찬가지로 층류와 난류의 구별이 중요할 뿐 아니라 물체의 표면에 나타나는 경계층과 속도분포도 중요하다. 외부 유동에서 물체가 받는 힘은 항력과 양력으로 나눌 수 있으며, 이들은 경계층이나 속도분포뿐 아니라, 물체의 형상에 따라서 많은 영향을 받는다. 이러한 외부 유동의 공학적 응용 분야는 비행기, 자동차, 잠수함, 풍력터빈, 건물, 펌프의 임펠러 등이다. 비행기 날개, 자동차, 잠수함, 물고기 등과 같이 정지 유체 속을 물체가 운동하거나, 정지 상태의 물체 주위를 유체가 흐르는 유동을 외부 유동이라 하며, 내부 유동과 구별된다. .. 2022. 9. 18.
2 상류 또는 다상유동의 개념 오늘은 2 상류에 관하여 알아보도록 하자. 1. 공동현상 밀폐된 진공 용기 속에 액체를 조금 넣은 후 전부 증발시켰을 때 나타나는 압력을 증기압이라고 한다. 그곳에 액체를 더 주입하면 드디어 증발이 멈추고 평형 상태가 된다. 이때의 증기압을 포화증기압(Saturated vapor pressure)이라고 하며, 이 포화 증기압은 온도가 증가하면 상승한다. 또 어떤 액체의 절대 압력이 그 액체의 온도에 대한 포화 증기압 이하로 낮아지면, 비등한다. 따라서 그 부분에 기포가 발생하는데, 이 현상을 공동현상 (Cavitation)이라 한다. 이 기포는 가시적으로 작다. 물속에는 용해된 공기와 용해되지 않은 채로 작은 공기포가 존재한다. 압력의 저하에 따라 우선 작은 기포(공기)가 발생하고 다음에는 수증기가 발생.. 2022. 9. 16.
직접 수치 모사 (DNS, Direct Numerical Simulation) 오늘은 직접 수치 모사 (DNS, Direct Numerical Simulation)에 관하여 알아보자. DNS는 난류 유동에 사용되는 방정식인데, 가장 작은 난류 에디와 가장 빠른 변동까지 포착하기 위해 충분히 세밀한 격자망과 충분히 작은 시간 간격으로 시간 변화의 해를 직접 구하는 방법이다. Reynolds와 Moin and Mahesh는 DNS의 하기와 같이 잠재적 이점을 설명하였다. 1. DNS를 통해 유동 내 임의의 지점에서의 난류의 자세한 속성, 난류의 수송 및 에너지 편성을 정확히 계산할 수 있게 한다. 이것은 새로운 난류 모델의 개발과 검증에서 유용하게 사용되고 있다. DNS 해석 결과에 무료로 접근하여 데이터를 취할 수 있는 사이트도 나타나고 있다. 2. 실험으로 측정 불가능한 순간 유동.. 2022. 9. 14.
중심차분법의 이산화기법 오늘은 중심 차분법의 이산화기법의 특성에 관하여 알아보자. 대류와 확산이 공존하는 문제에서 어떤 경우에는 위글과 같은 현상이 발생하여 중심 차분법이 실패하므로 이산화 기법의 특성에 대해 깊은 고찰이 필요하다. 이론적으로 격자수가 무한히 많으면 사용한 차분법과 상관없이 해석 결과는 수송 방정식의 엄밀해와 구별하기 어렵다. 하지만 실제 해석에서는 유한개의 격자를 사용하므로, 이산화 기법이 다음의 기본 특성을 가질 때만 해석 결과가 물리적으로 타당하다. 가장 중요한 특성들은 보존성, 유계성, 수송성이다. 먼저 보존성은 유한개의 검사 체적에 대해 대류-확산 방정식을 적분하면, 검사 체적 면을 통과하는 물리량 a의 플럭스를 포함한 일련의 이산화 보존 방정식을 얻는다. 풀고자 하는 계산영역 전체에 걸쳐 a의 보존을.. 2022. 9. 10.
Large Eddy Simulation(LES)를 위한 경계조건 오늘은 LES를 위한 초기 조건과 경계조건에 대해 알아보도록 하자. LES 계산에서는 비정상 Navier-Stokes 방정식을 풀기 때문에 적절한 초기 조건과 더불어 경계조건들이 필요하다. 초기조건을 잡는 방법은 정상유동의 경우, 유동의 초기 상태는 정상상태에 도달할 때까지의 시간을 결정한다, 따라서 질량 보존을 만족하며 적절한 난류 레벨 혹은 스펙트럴 내용을 갖는 가우스의 무작위 변동이 포함된 것을 초기조건으로 설정한다. 만약 시간-종속적인 유동의 전개가 초기 상태에 따라 달라진다면 초기조건은 보다 정확하게 지정할 필요가 있다. 벽면 조건의 경우, 만약 LES를 필터링한 Navier-Stokes 방정식을 벽면까지 적분한다면 점착 조건이 적용되며, y+ 2022. 9. 8.
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