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혼합 탱크: 연습 5 - 경계 조건 지정
경계 조건의 경우 유체 도메인의 모든 경계 면에서 유체 동작 및 특성이 지정됩니다.
경계 조건 지정
1. 경계 조건(Boundary Conditions)에서 FLUID_ROTOR를 선택합니다.
2. 모델(Model) 탭에서 나열된 옵션에 대해 다음 값을 선택합니다.
◦ 흐름(Flow) - 회전벽(Rotating Wall)
◦ 회전 방향(Rotational Direction) - 반시계 방향(Counterclockwise)
◦ 회전 속도(Rotational Speed) - 12.57rad/s
◦ 회전 축 벡터(Rotational Axis Vector) - 0,0,1
◦ 회전 중심(Rotational Center) - 0,0,0
부피 조건 지정
1. 도메인(Domains)에서 FLUID_ROTOR를 선택합니다.
2. 모델(Model) 탭에서 나열된 옵션에 대해 다음 값을 선택합니다.
◦ 공통(Common) > 볼륨 다시메쉬(Volume Remesh) - 볼륨 다시메쉬(Volume Remesh)
◦ 방법(Method) - 회전(Rotation)
◦ 회전 방향(Rotational Direction) - 반시계 방향(Counterclockwise)
◦ 회전 속도(Rotational Speed) - 12.57rad/s
◦ 회전 축 벡터(Rotational Axis Vector) - 0,0,1
◦ 회전 중심(Rotational Center) - 0,0,0
재료에 대한 부피 조건 지정
1. 유체를 설정하려면 재료(Materials)를 클릭합니다. 재료 선택(Material Selection) 대화 상자가 열립니다. 새 유체를 선택하면 유체 특성이 자동으로 설정됩니다.
2. 모든 유체 도메인에 대해 물을 선택합니다.
3. Flow Analysis 트리에서 도메인(Domains)을 선택합니다.
4. 모델(Model) 탭에서 흐름(Flow)에 나열된 옵션에 대해 다음 값을 설정합니다.
◦ 점도(Viscosity) - 일정 역학 점도(Constant Dynamic Viscosity)
◦ 값(Value) - 0.001003Pa-s
화학종에 대한 초기 조건 지정
1. Flow Analysis 트리에서 물리(Physics)를 선택합니다.
2. 작업(Operations) 그룹에서 식 편집기(Expression Editor)를 클릭합니다.
3. 식 편집기(Expression Editor) 상자에 다음을 입력합니다.
# Species initial condition
species_initial_level= (z>1.00) ? 1 : 0
##############################################################################
# Output Volume Weighted Uniformity Index #
# ------------------------------------------------------------------------ #
# In this example, the volume weighted uniformity index for concentration of "1" on whole volume were calculated and added as XY-plot variable #
# The variable is plotted by selecting "Common" in the Flow Analysis tree. #
##############################################################################
# interested variable
phi = species.01.C
# Volume Weighted Uniformity Index
# ==============================
# step 0: calculate total volume
# ------------------------------------
#vol_t = integral(1, volume.FLUID_ROTOR)+integral(1, volume.FLUID_STATOR)
vol_t = 1.08811
# step 1: calculate volume averaged phi for all volumes
# --------------------------------------------------
phi_t = integral(phi, volume.FLUID_ROTOR)+integral(phi, volume.FLUID_STATOR)
phi_a = phi_t/vol_t
# step 2: calculate volume weighted uniformity index
# ------------------------------------------------
phi_awui = 1 - 0.5*( integral(abs(phi-phi_a), volume.FLUID_ROTOR)+
integral(abs(phi-phi_a), volume.FLUID_STATOR) )/ phi_a /vol_t
# step 3: add plot variable
# -------------------------
plot.phi_awui = phi_awui
#plot.phi_awui: Volume Weighted Uniformity Index Species 1 [-]
4. 확인(OK)을 클릭합니다.
5. Flow Analysis 트리에서 도메인(Domains)을 선택합니다.
6. 모델(Model) 탭에서 Species 01에 대해.
7. 초기 조건(Initial Condition)의 값(Value)을 species_initial_level로 설정합니다.
균일성 지수
일반적으로, 혼합 성능은 시간 및 평균 농도의 함수로서 국소 농도의 시각적 균일성과 양적 변화에 의해 평가됩니다. Creo Flow Analysis의 식 편집기(Expression Editor)는 화학종의 부피 가중 균일성 지수와 부피 평균 화학종의 양적 변화를 평가합니다.
부피 평균 phi 및 가중 균일성 지수는 다음 방정식을 사용하여 계산됩니다.
volume averaged phi: phi_a = Sum(phi)/volume
volume weighted uniformity index: u_i = sum(abs(phi-phi_a))/volume/phi_a