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[ADINA] 유체-구조 연성 해석 방법을 사용한 2-way Thermal Coupling 사례 소개

관리자
2020-11-25
조회수 73
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<< 에이블맥스(주) ADINA 사례 안내 >>

1. ADINA 소개
2. 유체-구조 연성 해석 방법을 사용한 2-way Thermal Coupling 사례
▷ 2-way Thermo-Fluid-Structure Interaction (TFSI) 특징
▷ ADINA를 이용한 해석 모델

▷ ADINA를 이용한 해석 결과



1. ADINA 소개

다중 물리 현상 해석에 특화된 유한요소 해석 프로그램 ADINA

  • 유체, 구조, 열전달, 전자기장 등에 대한 단독 해석
  • 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction), 열-구조 연성(Thermo-Mechanical Coupling) 등의 다중 물리 현상 해석에 특화되어 있습니다.
  • 특히 ADINA 비선형 구조 해석 솔버는 신뢰성을 인정받아 Simens-NX Nastran의 솔버(solution 601/701)로 탑재되어 있습니다.
  • 교량의 동적 해석, 생체공학, 원자로 설계 등과 같이 신뢰성을 요구하는 분야에서 활발히 사용됩니다.


2. 유체-구조 연성 해석 방법을 사용한 2-way Thermal Coupling 사례

  • 2-way Thermo-Fluid-Structure Interaction (TFSI) 해석이 적용되는 대상으로는 열교환기,

    디스크브레이크 냉각, PCB 소자, 에너지플랜트 냉각수 배관 등이 있습니다.
  • 이번 사례는 ADINA를 통한 "유체-구조 연성 해석방법을 이용한 2-way Thermal Coupling - 판형 열교환기" 사례입니다.

[ 열교환기 형상 및 물성 ]


▷ 2-way Thermo-Fluid-Structure Interaction (TFSI) 특징

위와 같이 2-way TFSI로 해석하면 아래의 사항들을 반영할 수 있습니다.

  • 구조모델에서 마찰, 소성가공, 점성 손실 등에 의한 열을 계산 후 유체모델에 전달할 수 있습니다.
  • 온도결과를 mapping할 필요가 없습니다.
  • 유체모델에서 구조격자를 만들 필요가 없습니다.



[ 1-way Thermal Fluid-Structure Interaction (TFSI)와의 비교 ]


▷ ADINA를 이용한 해석 모델


▷ ADINA를 이용한 해석 결과

  • ADINA 결과로부터 계산된 판형 열교환기의 열 전달계수는 1512 W/(㎡K) 입니다.
  • 참고로, 해석대상과 동일한 3개의 plate로 구성된 판형 열교환기의 열전달계수는 일반적으로

    1000 – 4000 W/(㎡K) 범위 안에 있습니다.

[ Hot side & Cold side Plate 온도 ]

[ Hot side & Cold side FSI 경계면 온도 ]



[ 중간 Steel Plate의 응력 ]


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