캐비테이션(Cavitation)

캐비테이션이라고 알려진 이 현상은 유동으로 인해 국소적인 정압력이 증기압 아래로 떨어지는 현상이 발생할 때 액체 내에 증기 기포가 형성되는 현상입니다. 이 기포는 일반적으로 짧은 시간 동안 지속되며, 높은 압력이 발생하면 사라집니다. 이 현상으로 인해 소음 및 진동, 구조적 마모 및 손상이 발생하여 성능이 저하될 수 있습니다.

캐비테이션은 다음과 같은 유체 유동과 관련된 제품에서 문제를 발생시킬 수 있습니다.

  • 펌프(용적식)
  • 연료 분사 장치
  • 밸브
  • 컴프레셔
  • 터보차저
  • 프로펠러 (및 기타 해양 응용 장치)
  • 배수로

하지만 이는 다음과 같이 잘 통제된 응용 장치에서는 유용할 수도 있습니다.

  • 초음파 장치(체외충격파쇄석술)
  • 표면 청소용 캐비테이션 제트
  • 낮은 항력의 어뢰 및 해양 선체

설계 프로세스 초기에 이 현상을 파악하면 재작업하지 않고도 설계할 수 있습니다. 하지만 일반적으로 캐비테이션 현상이 높은 수준에 도달하여 그 결과로 분명한 소음과 진동이 발생하기 전에는 물리적 테스트 중 캐비테이션을 파악하는 것은 불가능합니다. 설사 가능하다고 해도 캐비테이션이 문제의 근본 원인이라는 점을 확인하기 어렵습니다. 많은 전산 유체 역학(CFD) 소프트웨어 패키지는 구조적 구성요소의 움직임을 설명할 수 없고, 정확한 시뮬레이션에 필요한 다른 물리학과 유동 분석을 결합할 수 없는 일이 자주 발생합니다. 제한된 선택 사항이나 모델 선택 사항을 제공하지 않기 때문에 캐비테이션을 예측하는 데 어려움이 있습니다. 사용자가 정확한 예측을 하지 않은 상태에서는 효과적으로 설계를 최적화하고 작동 매개변수와 한계를 설정할 수 없어 제품이 예기치 않은 진동 및 손상에 잠재적으로 노출될 수 있습니다.

정확한 시뮬레이션은 엔지니어링 팀이 대체 제품 및 프로세스 설계를 신속하게 평가할 수 있도록 하여 경쟁적이고 시간이 중요한 환경에서 효율성, 신뢰성, 안전성, 내구성을 높일 수 있습니다. ANSYS CFD 솔루션은 캐비테이션을 정확하고 신속하게 분석하는 데 필요한 빌딩 블록을 제공합니다. ANSYS Dynamic 또는 움직이는 메시 기능을 사용하면 이러한 현상이 문제로 발생하는 응용 장치에서 흔히 찾을 수 있는 임펠러 또는 날개 등의 움직이는 요소를 쉽고 정확하게 모델링할 수 있습니다. ANSYS CFD 솔루션을 사용하면 유체와 구조물 사이의 상호작용을 쉽게 예측할 수 있으며 이는 수많은 응용 장치의 중요한 특성입니다. 마지막으로, ANSYS는 해당 모델을 응용 장치에 가장 적합하게 일치시킴으로써 정확도를 극대화하는 캐비테이션 및 난류 하위 모델의 수많은 선택 사항을 비롯하여 가장 정확한 다중 단계 모델링 기능을 제공합니다. 캐비테이션은 업무 중 정확성이 요구되는 분들께 반드시 필요한 전산 유체 역학(CFD) 앱입니다.

캐비테이션(Cavitation): 정확성을 위해 반드시 필요한 앱

펌프 캐비테이션

ANSYS Fluent는 기어 벽의 캐비테이션(빨간색) 정도를 보여주는 지로터 펌프의 오일 양을 시뮬레이션합니다.