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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이상욱
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수12
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차량 공조시스템의 기능 중 하나인 성에나 습기의 제거는 안전하고 쾌적한 자동차 설계를 위한 중요한 요인이다. 겨울철에 차량의 전면유리나 측면유리에서 발생하는 성에나 습기는 운전자의 시야를 직접적으로 가리기 때문에 사고를 유발한다. 따라서 미국 도로교통안전국의 FMVSS 103 규제와 같이 차량의 제상시스템 성능을 법적으로 규제하는 것이 세계적인 추세이며 이를 만족시키기 위해서 차량 제상노즐에 관한 많은 연구가 진행되고 있다.
본 연구에서는 서로 다른 비대칭 형상을 가지는 제상노즐을 포함한 차량 모델A와 B에 대하여 정상상태 열유동해석을 통하여 제상시스템의 성능을 예측해 보았고 또한, 비정상상태 제상해석을 수행한 후 실험의 결과와 비교 분석하였다. 수치해석은 상용 프로그램인 ANSYS FLUENT를 사용하였고 격자생성은 ICEM CFD를 사용하여 생성하였다. 차량 내부의 난류유동 해석을 위하여 레이놀즈 평균 Navier-Stokes방정식을 사용하였다. 제상해석을 위해서 Solidification-melting method를 사용하였고 제한된 계산 성능으로 인하여 서리의 물성 중 비열과 잠열을 1/1000로 줄여서 해석하였다. 또한, 전면유리와 서리층이 정상상태가 되는 시간보다 차량 내부 공기유동이 정상상태가 되는 시간이 매우 빠르다고 가정하여 정상상태 열유동해석의 결과를 비정상상태 제상해석의 초기 값으로 사용하였다.
이러한 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 전면유리 WSS와 온도장 분포를 통해 모델 A와 B의 제상성능 차이를 예측할 수 있었다.
2. 측면 제상노즐 덕트의 단면적을 넓혔을 때 중앙 제상노즐의 제상성능이 하락하였다.
3. 계산성능이 제한된 경우 서리의 물성을 줄이는 제상해석 방법으로 제상패턴을 예측할 수 있다.
본 연구에서는 서로 다른 비대칭 형상을 가지는 제상노즐을 포함한 차량 모델A와 B에 대하여 정상상태 열유동해석을 통하여 제상시스템의 성능을 예측해 보았고 또한, 비정상상태 제상해석을 수행한 후 실험의 결과와 비교 분석하였다. 수치해석은 상용 프로그램인 ANSYS FLUENT를 사용하였고 격자생성은 ICEM CFD를 사용하여 생성하였다. 차량 내부의 난류유동 해석을 위하여 레이놀즈 평균 Navier-Stokes방정식을 사용하였다. 제상해석을 위해서 Solidification-melting method를 사용하였고 제한된 계산 성능으로 인하여 서리의 물성 중 비열과 잠열을 1/1000로 줄여서 해석하였다. 또한, 전면유리와 서리층이 정상상태가 되는 시간보다 차량 내부 공기유동이 정상상태가 되는 시간이 매우 빠르다고 가정하여 정상상태 열유동해석의 결과를 비정상상태 제상해석의 초기 값으로 사용하였다.
이러한 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 전면유리 WSS와 온도장 분포를 통해 모델 A와 B의 제상성능 차이를 예측할 수 있었다.
2. 측면 제상노즐 덕트의 단면적을 넓혔을 때 중앙 제상노즐의 제상성능이 하락하였다.
3. 계산성능이 제한된 경우 서리의 물성을 줄이는 제상해석 방법으로 제상패턴을 예측할 수 있다.
목차
국문 요약......................................................................................................................... ⅰ목 차............................................................................................................................. ⅱ그림 차례......................................................................................................................... ⅲ표 차례............................................................................................................................. ⅴ제 1 장 서 론.......................................................................................................................... 11.1 연구배경......................................................................................................... 11.1.1 자동차 공조시스템.............................................................................. 21.2 연구현황....................................................................................................... 51.3 연구목적....................................................................................................... 7제 2 장 자동차 전면유리 정상상태 열유동해석........................................................ 82.1 수치해석 방법............................................................................................. 82.1.1 차량 내부유동의 물리적 특성 및 지배 방정식.............................. 82.1.2 수치해석 모델링................................................................................ 102.1.3 경계조건 및 수치해석 방법.............................................................. 202.2 수치해석 결과............................................................................................. 242.2.1 제상 노즐 모델별 수치해석 결과.................................................... 242.2.2 노즐의 설계변경에 따른 영향.......................................................... 36제 3 장 자동차 전면유리 비정상상태 제상해석........................................................ 383.1 수치해석 방법............................................................................................. 383.1.1 제상 모델의 이론적 배경................................................................. 383.1.2 수치해석 모델링................................................................................ 393.1.3 경계조건 및 수치해석 방법.............................................................. 403.2 수치해석 결과............................................................................................. 42제 4 장 결 론.............................................................................................................. 49참고문헌.................................................................................................................................... 50Abstract...................................................................................................................................... 53
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