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SINDA예제[SINDA/FLUINT] 스플래시 패턴 모델링 방법 (Splash pattern and mass of splashed liquid)

관리자
2020-11-25
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Splash pattern and Mass of Splashed Liquid



앞서 설명하였듯이 본 예제에서는 액체 침착의 통계적인 분포를 결정하는 방법이 사용되었으므로 사용자가 스플래시 패턴을 정의할 때 유용하게 사용할 수 있는 Thermal Desktop의 기능들을 소개하고자 합니다. (그러므로 이 예제에서의 분포는 실험적으로 검증되지 않았음을 유의하기 바랍니다.)

스플래시 (“splash pool”)의 양은 액체 체적 비율로 적용합니다. 예를 들어, 액체 체적인 0.25m3 전체가 스플래시가 된다면 비율은 100%가 됩니다. wall_fraction 파라미터를 사용하여 스플래시 이벤트 크기에 따른 분석을 할 수 있습니다. wall_fraction=0.5(50%)이면 스플래시 풀 체적은 0.5*0.25=0.125m3입니다.

0.25m3 는 임의로 선택한 것으로 실제 케이스에서는 실험, 유동가시화, CFD 해석결과로부터 결정될 수 있을 것입니다.

wall_fraction 값은 10%에서 90%까지 변하는 값으로 설정하고 액체가 특정위치에 떨어질 확률은 아래와 같이 설정할 수 있습니다.

위의 커브는 아래와 같이 두 개의 symbol인 splah_height, splah_min으로 정의됩니다.

 

벽면의 각 node가 액체에 의해 젖을 확률은 wall_fraction과 소스로부터 액체방울이 낙하하는 거리에 비례한 보간 확률을 조합하여 계산됩니다.

 

위의 코드로 node의 wet 또는 dry 상태가 결정되고 이를 이용하여 벽면과의 대류 네트워크인 Tie의 연결 유무가 결정되어 스플래시 패턴이 계산됩니다.

 

*해석 결과

소개될 모델에서는 액체가 비산하여 탱크 벽면 전체에 작은 물방울들이 무작위로 떨어진다고 가정하였습니다. 이 액체방울의 정확한 위치는 액체표면 근처에 떨어질 확률이 멀리 떨어질 확률보다 높다는 가정하에 통계적으로 계산되었으며, 비산하는 액체의 양에 따라 계산이 수행되었습니다.

  1. 스플래시 패턴 (왼쪽에서부터 wall_fraction 10%, 50%, 90%의 결과를 보여주고 있습니다.)

 

 

2. 시간에 따른 splash pool의 void fraction (가스 비율)

 

 

3. Ullage 압력 및 온도 변화

 

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