23-2 아주대 전산열유체역학 Project1(Two-dimensional laminar flow over a circular cylinder)

소개

23-2 아주대 전산열유체역학 Project1(Two-dimensional laminar flow over a circular cylinder) 자료입니다.
해당과목 A+받았으니 잘 사용하여 도움이 되었으면 좋겠습니다.

목차

1. Introduction
2. Computational details
3. Results

본문내용

1. Introduction
원형 실린더 주위를 흐르는 2차원 층류 유동(laminar flow)를 해석해보았다. 2차원 steady 유동인 Re=4과 2차원 unsteady 유동인 Re=80 두 케이스에 대하여 Ansys Fluent를 사용한 시뮬레이션을 수행했다.

2. Computational details
1) 격자 및 계산 영역: 수업시간에 제공한 cyl.msh 파일을 사용한다.

2) 수치해석 방법: 제공된 강의노트의 setting을 사용한다.

3) General setting
실린더에서 직경 D는 1m이며, 입구와 자유유동 속도는 1m/s 이다. 유체의 밀도는 1kg/m^3라 가정한다. Ansys에서는 레이놀즈 수를 기입하는 칸이 없으므로 다음과 같이 점성계수 값을 바꾸어 원하는 레이놀즈 수를 계산하였다.

3. Results
A) Re = 4
1) Residual vs iteration
2) Drag coefficient & lift coefficient
3) Residual convergence criterion
설정값은 1e-7으로 정했다. 처음에는 1e-4로 설정했는데, C_L은 0으로 수렴하였지만 C_D는 특정값으로 수렴하지 못하고 계속 감소했기 때문에, 1e-7로 재설정했다. Figure 2를 보면 C_D는 4.68로 수렴하는 것을 관찰할 수 있다.
제시된 논문과 비교해보면 C_D는 3.29%의 오차를 가지며 대체로 수렴이 잘 되었음을 알 수 있다. iteration이 7000 이후로 C_D는 소수점 3번 째 자리에서 계속해서 수렴하는 것을 관찰할 수 있다. mesh를 더욱 작게 설정하고 criterion을 더 낮춘다면 근사값에 수렴할 것이라 생각한다.
C_L은 정면에서 바람이 불어오고 대칭성을 띄고 있으므로 위아래 압력차가 0이기에 C_L=0이라고 가정했다. Figure 3을 보면 초기에 값을 찾아가는 과정을 제외하면 쭉 0임을 확인할 수 있다.

참고자료

· 없음