다상 흐름(Multiphase Flows)

다상 흐름(Multiphase Flows) 유체 시뮬레이션 소프트웨어

유체 시뮬레이션은 끓음, 공동 현상, 분산 다상 흐름, 비혼성 흐름 및 미립자 흐름 등과 같은 다상 흐름을 포함합니다. Ansys CFD는 제품 성능을 정확히 예측할 수 있도록 다양한 종류의 정밀한 난류 및 물리 모델을 제공하여 까다로운 과제들을 정확히 시뮬레이션할 수 있습니다.

여러 유체 시뮬레이션에 다상 흐름이 포함됩니다. 초고속 수송을 설계하거나, 결빙 생성에 대처해야 하거나, 혈액 효소 테스트를 개발하거나, 적층 제조용 희귀 금속 분말 화합물을 제공하여 녹이거나, 오지에서 깨끗한 물을 제공하기 위한 정수 시스템을 설계하거나 이러한 모든 과제들에는 다상 문제가 연관되어 있습니다.

제품과 프로세스를 개선하기 위해서는 액체, 고체 및 기체가 상호 작용하는 방식에 대한 이해가 필요합니다. 이와 같은 다양한 다상 문제는 각각 다른 모델링 접근법을 요구합니다. 당사의 고객들은 가장 다양한 종류의 정확한 다상 모델을 획득하고 제품의 성능을 확실히 예측하는데 있어, 40년 이상 Ansys CFD를 사용하고 있습니다. 제품을 정확히 이해하려면 그에 알맞은 다상 시뮬레이션을 활용해야 합니다.


Fluent AIAD는 이 180도 파이프 벤드에서 공기-물 흐름과 같은 복잡한 다상 상태 전환을 정확하게 시뮬레이션합니다.
다상 흐름 애플리케이션 브리프 읽기
 

새로운 기능: 다상 상태 전환을 위한 Fluent 일반화 2상(GENTOP) 모델

연속 흐름과 분산 흐름 구조 사이의 전환은 일반적으로 모델링하기 어렵습니다. 이러한 흐름은 비등, 응축, 용기 충진, 연료 탱크의 슬로싱, 원심 분리기 및 혼합 탱크를 포함하여 많은 응용 분야에서 발생할 수 있습니다.

GENTOP 모델은 서로 다른 계면 구조가 동시에 발생하는 이러한 유형의 응용 분야를 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다. 이 모델은 비균질 이산 모집단 균형 방법의 확장으로 작동하므로 고유한 유속장으로 서로 다른 2차 단계를 정의할 수 있어 분산에서 연속 구조로 거의 완벽하게 전환할 수 있습니다. GENTOP은 오일러-오일러(Euler-Euler) 방식으로 구축되어, 솔루션 견고성에 영향을 주지 않고 VOF 또는 Multi-Fluid VOF와 비교하여 coarser 메시를 사용할 수 있습니다. 각 선택 항목에 모범 사례가 포함된 고급 단일 탭 패널에서 GENTOP 설정을 간소화합니다. 때문에 초보자와 전문가 모두에게 모델을 유용하고 사용자 친화적으로 만듭니다.

얕은 컨테이너가 슬로싱하는 이유

심각한 하중 불안을 피하기 위해 엔지니어들은 종종 탱커 트럭이나 로켓처럼 움직이는 컨테이너에서 액체의 슬로싱을 제어하기 위한 엄격한 설계 요구에 직면하곤 합니다. 이러한 응용 분야에서 설계자들은 흔히 내부 방해판이나 유사한 구조물을 삽입하여 액체 흐름을 방지합니다. 액체의 슬로싱이 관계된 다른 응용 분야로는 항만 설계 또는 장파 쓰나미 파도의 연구가 있습니다. 이 모든 경우에, 시뮬레이션이 액체의 슬로싱을 예측하고 문제 해결 방법을 평가하는 데 중요한 역할을 합니다.


Alex가 액체의 슬로싱 현상을 데모하는 데 도움 드립니다. 분석에서 첫 번째 슬로싱 모드는 통이 공명하고
내용물이 넘치는 주파수인 1.6Hz임을 보여줍니다.

슬로싱의 한 가지 예로 액체가 옆으로 출렁여서 흘러 내리는 경향을 가진, 물이 가득 찬 강아지 물 그릇을 운반하는 경우를 들 수 있습니다. 이 자유 수면 흐름의 다상 시뮬레이션에서는 사발의 첫 번째 슬로싱 모드가 약 2Hz에 있기 때문에 이 상황이 발생합니다. 이 주파수는 이 바람직하지 않은 공명을 자극하는 일반적인 사람의 발걸음 주파수입니다. 한 잔의 물에 대한 해석을 반복하면 첫 번째 슬로싱 모드가 4Hz를 나타내며, 이는 물 잔이 사발보다 넘쳐 흐를 가능성이 훨씬 적은 이유를 보여줍니다. 이러한 시뮬레이션들에서는 내력벽이 단단하다고 가정했습니다. 또한 엔지니어는 Ansys 소프트웨어에서 유체 구조 상호 작용 기능(FSI 애플리케이션 페이지 링크)을 이용하여 원자로 격납고 구조물과 같은 탄성 구조물에서 출렁임을 연구할 수 있습니다.
CADFEM의 Marold Moosrainer 제공

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