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질문과 답변 내용
유동해석 정상, 과도 상태 해석 관련 문의입니다. 2019.09.10
김수환 님의 질문 내용

안녕하세요.


팬을 이용한 강제대류 문제를 2 step 방법으로 유동해석 진행 중에 궁금한 것이 있어 문의드립니다.


최종 결과에만 관심이 있으므로 먼저 일반유동을 정상상태로 풀고, 그 결과를 가지고 열전달, 고체열전달을 과도상태로 풀지 않고 정상상태로 풀어보고자 하였습니다.


과도상태와 비교하여 계산속도는 빠르게 진행되지만 계산 스텝 수가 많아지는 것 같은데요. 최종 결과에 도달하기 위한 스텝 수를 줄일 수 있는 방법이 있을까요?


아니면 과도상태로 진행해서 최종 온도라고 판단되는 지점까지 해석을 진행해야 하는 것인가요?

답변 테이블
마이다스아이티 답변

안녕하세요. 마이다스아이티 이재복입니다.

열전달 해석에서 최종적으로 얻으시려는 상태는 열적 평형 상태일 것입니다. 열평형은 heat source에서 heat sink로의 열유속이 경로를 따라 증감없이 일정한 상태를 말합니다. 열전달에서 고체 재료는 열유속이 통과하는 열전달의 루트 역할을 하는 한편 열량을 흡수해 스스로의 온도를 높이기도 합니다. 해석 상 사용자가 얻으려는 정보는 고체 재료 자체의 온도가 포화하여 더 이상 변하지 않는 상태입니다. 그 때에는 고체 재료가 열전달의 루트 역할(열전도: 열전도율)만을 하면 됩니다. 자체 열량(열용량: 밀도, 비열)은 열평형 상태에 도달하는데 걸리는 시간을 정할 뿐, 최종 도달 온도에 영향을 미치지 못합니다.

위의 아이디어에 입각해서 고체재료의 열전도율은 실제와 같이 그대로 두되 열용량은 임의로 낮추는 방법을 쓸 수 있습니다. 열용량을 낮추면(예: 1/1000) 최종 온도에는 영향이 없지만 최종온도에 도달하는 시간은 줄 수 있기 때문입니다. 다만 위 방법은 전도만이 일어나는 고체재료에만 쓸 수 있습니다. 내부에너지를 지닌 유체가 직접 이동하며 열전달 (대류 열전달) 하는 유체는 열용량 값을 온전히 부여해주어야 합니다.

위 방법을 적용하는 것은 쉽습니다. 고체 재료의 "재료" 설정창에서 밀도 또는 비열을 1/1000로 작게 수정하시면 됩니다.

이상입니다. 고맙습니다.

 

이재복 드림