[화공유체역학] CFD

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목차: Abstract.
Ⅰ.CFD란 무엇인가? (서론)
1.CFD의 정의
2.CFD의 필요성
3. CFD의 이용 예
1)MEMS & Microfluidics
2)Semiconductor
3)Fuel Cell
4)방재 Simulation
Ⅱ.본론
1.Governing Equation
2. Tesla Valve Simulation
1)대조군 설정.
2)실험군 설정.
유량을 10배로 조작
Tesla valve의 각도로 135도에서 150도로 각도 조작
입구조작(reverse)
입구조작(Valve 중앙)
물질조작(Air)
Tesla valve의 각도로 135도에서 150도로 각도 조작과 유량10배로 조작
지름을 4배로 조작
3)입구에서의 속력을 지배하는 방정식 유도
4)결과값
 y축으로 잘랐을 때
x 축으로 잘랐을 때
Reynolds수
유량
Ⅲ. 오차분석 및 결론
y축으로 잘랐을 때
두 번째 : 각도 변화에 따른 압력 차이
-x축으로 잘랐을 때
-유량 분석
Ⅳ. 참고문헌

본문내용: Abstract.

CFD(Computational Fluid Dynamics)란 굉장히 복잡하고 까다로운 유체역학적 수식과 계산을 컴퓨터를 사용해 해결하는 전산유체역학을 말한다. 이번 보고서에서는 CFD-ACE를 사용하여 Tesla Valve내에서의 유체의 흐름과 거동을 Simulation하여 주어진 조건하에서 유체의 거동에 대해 예측하고 이를 간단한 유체역학적 계산과 비교하여 Simulation한 결과값의 신뢰성을 판단한다. 또한 여러 가지 변수를 변화하여 그 변수가 유체의 거동에 어떠한 영향을 미치는지 판단하고 분석한다.

Ⅰ.CFD란 무엇인가? (서론)

1.CFD의 정의

CFD란 Computational Fluid Dynamics 의 약자로서 전산유동해석을 의미한다. 즉, CFD란 유체 유동현상의 원리를 표현하는 수학적 지배방정식인 비정상 3차원 비선형 편미분 방정식인 Navier-Stoke 방정식을 컴퓨터를 이용하여 풂으로써 유체 유동현상을 예측하는 방법이다.

2.CFD의 필요성

고전적인 방법으로서의 유체역학적 실험은 많은 시간적 비용적인 제약이 따른다. 그렇기 때문에 시행오차를 최소화해야 경제적이고 효과적인 실험을 할 수 있다. 이러한 문제를 해결해주는 것이 CFD이다. CFD는 실제로 우리가 알고 싶은 선박, 자동차 항공기 주위와 내부 그리고 다양한 기계, 화학공업장치, 전자기기 내부에 대한 복잡한 유동현상에 대한 시뮬레이션이 가능하다. 이러한 점에서 CFD는 시간을 절감할 수 있는 경제적인 방법이고 시뮬레이션 과정에서 대부분의 유체 운동정보를 모두 얻을 수 있어서 효과적인 방법이라고 할 수 있다.

Figure 1.의 결과를 가지고 보면 Simulation한 결과와 실제 결과가 완전히 일치하지는 않지만 경향은 동일하다는 것을 알 수 있다. 따라서 정확한 Simulation은 정확한 실험의 기초가 된다고 할 수 있다.

Figure 1. 모형시험과 수치해석에 의한 파고 비교

3. CFD의 이용 예

1)MEMS & Microfluidics
Micro-Scale의 기계, 유체, 전기, 광학 및 기타 디바이스를 생산하기 위해 반도체 제조 기술을 이용하는 다분야 기술이 급성장하는 영역이다. MEMS 디바이스는 보통 그것을 제어하거나 신호를 처리하고 그와 관련된 계산을 수행하는 전자 회로와 통합되어 있다. MEMS의 디자인은 기계, 열, 유체, 전기, 전자, 화학, 광학 그리고 기타 다른 물리적인 영역들의 Skill들을 필요로 한다. CFD는 MEMS의 다양하고 폭 넓은 Physics들을 보다 정확하게 예측하는데 많은 도움이 된다.

2)Semiconductor
반도체 산업분야에서 Multi-Physics의 공정해석을 하기 위한 가장 쉽고 발전된 방법이 CFD이다. Semiconductor Processing에서 CFD를 사용하는 공정은 Spin Coating, Lamp House Heating, CVD, MOCVD, MOVPE, PECVD, RTCVD, Etching, Electroplating 등이 있다.

참고문헌: http://www.kw-tech.co.kr/

http://www.cdak.co.kr

http://www.act-e.co.kr/

http://www.ates.co.kr

http://ref.daum.net/item/1167400

http://home.pusan.ac.kr/~이국태/report/cfd1-1.thm

Fluid mechanics for chemical engineers with Microfluidics and CFD / 한산 /Wilkes, James O 외3명 저 / 윤도영 역

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CFD 입문/ 문운당/ 명현국 저

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