Cut Cell 방법을 활용한 공정별 주조유동해석 적용 연구 (Study on the Application of Casting Flow Simulation with Cut Cell Method by the Casting process)

서지정보

· 발행기관 : 한국주조공학회
· 수록지 정보 : 한국주조공학회지 / 43권 / 6호 / 302 ~ 309페이지
· 저자명 : 최영심

초록

일반적으로 주조품은 복잡한 형상을 가지고 있고 , 한 제품 내에서 두께의 차이가 현저하게 나는 경우가 있어 시뮬레이션을 위한 격자를 생성할 때 어려움이 있다 . 주조 유동은 이상유동으로 수치해석을 할 때 공기와 용탕의 경계면을 추적해야하며 밀도차에의한 압력장 계산에 많은 시간이 소요된다 . 이와 같은 이유로 주조유동해석에는 직교격자가 주로 이용되어왔다 . 그러나 직교격자는형상을 제대로 표현하지 못한다 . 곡면에서 나타나는 계단형상 격자로 인해 모멘텀 손실이 발생하고 이로 인해 용탕의 흐름이 달라질 수 있으며 결과적으로 잘못된 주조 방안 설계를 할 수 있다 . 이를 피하기 위하여 직교격자계에서 형상을 좀 더 정확하게 표현하기 위하여 많은 수의 격자를 생성하여 해석을 한다 . 또는 직교격자계에서 발생하는 문제를 수치적으로 보완하는 Cut Cell 방법을 적용하여 해석하는 방법이 있다 . 본 연구에서는 직교격자계에서 주조유동해석을 할 때 격자수에 따른 해석결과와 Cut Cell 방법을 적용한 해석 결과를 비교하였다 . 또한 주조공정별로 실제제품을 주조유동해석을 하고 공정별로 Cut Cell 방법을 적용한 결과를 고찰하였다.

영어초록

In general, castings often have complex shapes and significant variations in thickness within a single product, making grid gen-eration for simulations challenging. Casting flows involve multiphase flows, requiring the tracking of the boundary between air andmolten metal. Additionally, considerable time is spent calculating pressure fields due to density differences in a numerical analysis.
For these reasons, the Cartesian grid system has traditionally been used in mold filling simulations. However, orthogonal grids failto represent shapes accurately, leading to a momentum loss caused by the stair-like grid patterns on curved and sloped surfaces.
This can alter the flow of molten metals and result in incorrect casting process designs. To address this issue, simulations in theCartesian grid system involve creating a large number of grids to represent shapes more accurately. Alternatively, the Cut Cellmethod can be applied to address the problems arising from the Cartesian grid system. In this study, analysis results based on thenumber of grid in the Cartesian grid system for a casting flow analysis were compared with results obtained using the Cut Cellmethod. Casting flow simulations of actual products during various casting processes were also conducted, and these results wereanalyzed with and without applying the Cut Cell method.

참고자료

· 없음