아주대 A+ 전산열유체 역학 프로젝트2 보고서(Benard Convection)

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최초 등록일
2021.07.18
최종 저작일
2016.11
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소개글

"아주대 A+ 전산열유체 역학 프로젝트2 보고서(Benard Convection)"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. Introduction
Ⅱ. Computation Details
Ⅲ. Results
Ⅳ. Reference

본문내용

Ⅰ. Introduction
Bénard convection은 아래로부터 가열된 유체의 평면 수평 층에서 발생하는 자연 대류의 한 유형으로서 유체가 흐름에 따라 Bénard cells라 불리는 규칙적인 패턴을 발달시킨다. 본 프로젝트에서는 온도 변화에 의한 밀도 차 효과가 부력 항에만 작용한다고 생각하는 Boussinesq 근사를 채택하여 Bénard convection을 해석할 것이다. 구체적으로, 자연대류를 결정하는 무차원 수인 값을 변화 시킬 때 나타나는 셀 모양의 변화를 관찰하고 해석 할 예정이다.

Ⅱ. Computation Details
1) Mesh 생성
fluent해석을 위해 gambit을 이용하여 mesh를 생성하였다.

격자생성
수평 방향
edge : 150, Ratio : 1

수직 방향
edge : 30, Ratio : 1.3, Double
(벽면 쪽으로 grid를 밀착시키기 위해)

그림 2.1

Check 결과

그림 2.2
그림 2.3

2) 수치해석 방법
Solution Methods – Gradient : Green Gauss cell Based를 이용하였으며, Residual convergence criterion이 0.001로 하였다. 그 외 해석 방법은 프로젝트 2의 방법을 따랐다.

Ⅲ. Results
여기에서 논문이라 함은 Kao, P-H., and R-J. Yang. "Simulating oscillatory flows in Rayleigh–Benard convection using the lattice Boltzmann method."International Journal of Heat and Mass Transfer 50.17 (2007): 3315-3328. 의 것을 인용했음을 미리 밝혀둔다.

1) Residual vs. iteration을 그려라.

그림 3.1.1 Residual convergence criterion이 0.001일 때

2) Iteration에 따른 계산영역의 평균 온도를 구하고 Iteration vs Temperature 그래프를 그려라.

그림 3.2.1 Residual convergence criterion이 0.001일 때

참고 자료

Kao, P-H., and R-J. Yang. "Simulating oscillatory flows in Rayleigh–Benard convection using the lattice Boltzmann method."International Journal of Heat and Mass Transfer 50.17 (2007): 3315-3328.
wikipedia, “Rayleigh–Bénard convection”,
http://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh%E2%80%93%B%C3%A9nard_convection, 2016.12.15.
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