Ansys Workbench CFD독학 제10편입니다.
9편에서는 경계조건(Boundary Conditions)설정에 대한 과정을 얘기해 보았고
그 과정에서 겪은 시행착오를 나열해 보았습니다.
오늘의 포스팅은 경계조건(Boundary Conditions)중 Inlet에 대한 설명을 해 볼 생각입니다.
이번에는 또 어떤 내용들이 저의 눈과 머리를 어지럽혔는지 말씀드리겠습니다.
별로 궁금하지 않으시다구요?
이잉..
아무튼, 지난 편에서 아래와 같은 모습을 확인하고 마무리 했습니다.
불러온 격자(Mesh)에 제가 구상했던 경계조건들이 전부 들어가 있었죠.
처음으로 보이는 Inlet,요놈의 설정을 잘 해줘야 요리 아니, 해석이 잘 될 수 있습니다.
마치 라면의 물 조절처럼 말이죠.
바로 위 사진이 물 조절 아니, Inlet의 설정화면 인데요
지금부터 Inlet의 각 항목별 설정과 저의 최종 설정에 대해서 설명하겠습니다.
Step. 1 [경계조건 Inlet 설명]
Velocity Specification Method : 유입 속도의 방향과 크기 설정에 대한 내용입니다.
어떠한 유체를 얼마의 세기로 넣을지, 어디로 넣을지 등에 대해서 설정하는 것이죠.
Reference Frame : 속도를 어떤 기준 좌표계로 설정할지를 결정하는 요소입니다.
사진과 같이 Absolute는 고정된 좌표계를 기준으로 합니다.
그리고 사진에는 보이지 않지만 Relative는 회전 좌표계를 사용할 때 선택한다고 생각하시면 됩니다.
Velocity Magnitude [m/s] : 유입 경계면으로 들어오는 유체의 속도 크기를 지정하는 항목입니다.
단위는 [m/s]이며 해석을 하려는 상황에 맞추어 조절하면 되겠습니다.
Super Sonic/Initial Gauge Pressure [Pa] : 초음속 유동이거나 초기 조건을 필요로 할 때 사용하는 압력 입력란입니다.
특별한 상황이 아닌, 저와 같이 대부분의 정상 해석에서는 따로 입력하지 않는 편이라고 생각하시면 됩니다.
Specification Method(Turbulence) : 난류 조건을 어떤 방식으로 정의할지 선택하는 메뉴입니다.
마찬가지로 특별한 상황을 구상하는 것이 아니시라면,
일반적으로 위 사진과 같이 Intensity and Viscosity Ratio 그대로 사용하는 편입니다.
Turbulent Intensity [%] : 유입 유동의 난류 강도를 백분율로 입력하는 항목입니다.
기본값은 5%이고, 마찬가지로 해석하고자 하는 상황에 맞추어 조정가능한 요소입니다.
Turbulent Viscosity Ratio : 난류와 분자의 점성 비율을 지정하는 값으로, 초기 난류 조건 설정에 사용됩니다.
보통은 10~100 사이의 값을 사용하며, 기본값으로는 10이 보편적이라고 생각하시면 될 것 같습니다.
사실 공부하면서도 이게 뭔 내용인지 잘 모르겠습니다, 나중에라도 이 기능을 사용하게 된다면 머리가 참 아프겠군요.
이에, 저는 초기에 Magnitude, Normal to Boundary로 되어 있는 Velocity Specification Method를 Components
형식으로 바꾸어서 X,Y축별 방향에 따른 속도를 결정할 수 있도록 설정하였습니다.
저는 격자의 가장 윗면이자 Inlet으로 설정해 놓은 부분이 X축 방향으로 속도 1 [m/s] 가지도록 설정해 보았습니다.
그 이외의 방향에는 아무런 조건을 걸지 않았구요.
그리고, 고정된 좌표계를 기준으로 해석하고자 하기 때문에 Reference Frame은 Absolute로 두었습니다.
압력값은 정상해석을 하고자 해서 따로 입력하지는 않았습니다.
또한 난류가 아니기 때문에 Turbulence에 관련된 설정은 기본 값으로 두었습니다.
Final. [1차 경계조건 Inlet설정]
1. Velocity Specification Method : 방향에 따른 속도 조절을 위하여 Components로 변경했습니다.
2. Reference Frame : 고정좌표계를 기준으로 해석에 접근하려고 하므로 기본 설정으로 두었습니다.
3. Velocity Magnitude : 처음부터 간단하게 해석을 하려고 했기 때문에 X축으로 1[m/s]의 속도만을 주었습니다.
4. Super Sonic/Initial Gauge Pressure : 초기 조건을 따질 정도로 어려운 해석이 아니라고 생각하여 공란으로 두었습니다.
5. Turbulence : 난류에 관한 내용을 고려하지 않기 때문에 기본 설정으로 두었습니다.
이렇게 간단?하게 경계조건 중 1단계인 Inlet에 나타난 요소에 대해서 알아보고, 저의 설정에 대해서 이야기 해 보았습니다.
음, 이번 포스팅을 위해서 저는 많은 내용을 공부했다고 생각했지만
이렇게 글로 작성해보니 생각보다 내용이 적게 느껴져서
조금 여러가지로 많은 생각을 했던 것 같습니다.
아무래도 저의 유머러스한 표현들을 많이 첨가하지 않았기 때문에 글이 적어보이는 것도 있을려나요?
또또 헛소리 한다구요?
알겠습니다. 흑흑..
마무리하며
이번 글에서는 설치한 'Ansys Workbench'의 'Fluent' 내의 해석을 진행하기 위한 경계조건 설정을 진행해 보았습니다.
다음 포스팅에는 이번 편에 다루지 못했던 경계조건의 추가적인 내용들에 대해서 하나씩 다뤄가 보도록 하겠습니다.