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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박원규
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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열역학적 효과가 반영된 공동역학을 이해하는 것은 고온유체나 극저온 유체와 같은 열-유체의 다상유동현상을 다룰 때 반드시 필요하다. 본 논문에서는 서로 다른 온도조건(40℃, 50℃, 65℃, 80℃, 95℃)에서 벤츄리노즐 공동특성을 수치적으로 조사하였다. 수치모델은 이중시간전진기법과 예조건화기법을 적용한 완전압축성 Navier-Sokes 방정식 기반 자체개발한 균일혼상류모델을 적용하였다. 수치모델 검증을 위해 50℃와 65℃조건에서 벤치마크 실험결과를 바탕으로 하여 공동길이 및 재진입제트의 역학적 거동 검증을 진행하였으며, 저온보다 상대적으로 고온에서 더 빠르게 순환하는 주기특성 성공적으로 포착하였다. 또한 공동의 성장과정과 순환주기 특성은 공동 하단부에서 순간적으로 생성되는 정체압이 관여한다는 것을 확인하였다. 해석범위를 40℃ ~ 95℃구간으로 확장하고 전산해석을 수행하였는데, 50℃에서 80℃까지 온도를 증가함에 따라 공동성장에 지연이 발생함을 확인하였다. 고온조건에서 공동발생 시 열역학적 효과로 공동내부 온도가 변화함에 따라 열적효과가 우세하게 작용하여 공동성장이 억제되는 것으로 확인되었다. 그러나 95℃조건은 강한 열적효과가 작용하고 있음에도 불구하고 충분히 높은 포화수증기압을 지니는 온도이기 때문에, 유체특성 상 축소-확대 관을 따라 변화하는 속도-압력 상관관계를 따라, 벤츄리 목 이후에서 공동현상이 자체적으로 강하게 일어났다. 즉, 비등점에 근사한 고온유체에서는 공동이 폭발적으로 발생할 수 있음을 확인하였다.
목차
1. 서론 1가. 연구배경 및 선행연구 1나. 연구목적 42. 지배방정식 및 수치해석 방법 5가. 물리영역에서의 지배방정식 6나. 해석영역에서의 지배방정식 7다. 이산화 방법 10라. 상변화 모델 113. 수치해석 결과 12가. 해석형상 및 경계조건 13나. 격자민감도 검사 15다. 정확성 검증 18라. 열적효과와 온도별 공동특성 평가 274. 결론 315. 참고문헌 32
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