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환경공학과 20081445

박주연

이론 기초공학으로서의 유체역학은 유체 성질의 이해 , 일반역학과 열 역 학 기 본 법칙 의 응 용 , 그리고 정연한 실험을 통하여 발전되어 왔다 . 밀도와 점성의 성질은 개수로와 폐수로에서의 유동 , 그리고 유체속에 잠겨 있는 물체 주위에서의 유동을 다루는데 있어 매우 중요한 역할을 한다 . 표면장력효과는 물방울의 형성 , 작은 분류유동 , 액체 - 기체 - 고체 또는 액체 -액체 - 고체가 접하는 접촉면에서는 물론 표면장력파 (capillary wave) 의 형 성 에 도 매 우 중 요 하 다 . 액 체 에 서 기 체 로 의 상변화로 인하여 발생하는 증기압의 성질은 압력이 감소할 때 중요하게 된다 .

응용 • ․ 도수로 ( 도관으로 수로를 길 ) 로 계곡 넘어 까지 물길을 지속적으로 연결

해준다 .• ․ 강 , 연못 , 호수 기슭이나 바닷가에 흙을 부어 모세현상에 먼 곳

내륙까지 물이동하여 식물 및 미세동물 생장에 도움을 준다 .• ․ 모세관 현상에 의한 땅위 수 또는 수 십 미터 나무 가지 까지 물을 공급해

준다 .• ․ 새가 공기 중에 날거나 물고기 , 동물이 물속에 헤엄쳐 나아 갈 수 있다 .• ․ 수력발전 , 풍력발전에 있어서 수차 , 풍차의 곡면구조• ․ 대형빌딩이 들어서는 도심의 공기순환 고려 배치 ( 선진국 )• ․ 간척사업 또는 방조제 공사로 바닷물의 순환이 바뀌어 바닷물의 큰 흐름

변화에 의한 새로운 갯벌 또는 백사장의 형성 및 기존 갯벌 , 백사장의 사라지는 것

․ 강둑 ( 제방 ) 공사에 의한 샌 강 물살이 뻗치는 곳이 바뀌어 마을이 잠기거나 강둑의 취약한 부분이 새로 생기는 것

․ 강 하구 삼각주의 형성 및 사라지는 것 ․ 황사의 이동 , 사막모래바람 , 꽃가루 , 식물 씨의 이동 ․ 제트기류이용 항공기 에너지 ( 연료 ) 절감 ․ 바람 센 곳의 초가집 지붕이 낮고 담이 높은 것 ․ 열기구 이용 이동 ․ 배의 계절풍 및 해류이용 ․ 똑같은 식물이어도 자라는 곳의 바람의 세기에 따라

잎사귀의 모양이 바뀌거나 다르기도 하다 . ․ 유속으로 인해 물속에 노출된 진흙 , 모래 , 자갈의 강가

바닷가로 부유물질을 운반 한다 . ․ 댐을 건설하는 곳은 물이 흐르다 물의 흐름이 제한되어

거세지는 곳인 협곡에 이루어진다 .

① FLUENT 기 계 공 학 쪽 에 서 제 일 쉽 게 구 할 수 있 는

프로그램은 FLUENT 이다 . Gambit 이라는 프로그램에서 격자를 생성하고 ,

FLUENT 에 서 해 석 및 결 과 를 출 력 한 다 . 유체유동분야에서는 못 풀게 없는 프로그램이다 .

정 상 상 태 (steady state) 문 제 에 유 용 한 프로그램이다 .

단순형상에서 정렬격자만 쓴다면 , 높은 퀄리티의 해석을 가질 수 있는 프로그램이다 .

② CFX 터보머신 쪽 즉 수차 및 펌프 쪽에서 사용되는

범용프로그램이다 . 계산속도도 빠른 편이며 , 특히 아직 통합작업이 완전하지 않지만 , 고체․유체를 동시에 풀 수 있는 프로그램이다 . 응력해석과 동시에 유체 계산도 가능하다 .

Ansys 라는 고체해석 회사가 CFX 와 FLUENT 를 샀는데 , 지금 통합작업을 하고 있으며 , 기본적으로 비정상상태 (unsteady) 로 해석한다 . 후처리기능도 막강하다 . 격자는 ICEM CFD 를 이용해서 격자를 생성하며 , 형상제작은 Workbench 라는 프로그램을 사용하는데 , 캐드프로그램 Pro-E 와 유사하다 .

③ STAR-CD 연소 및 반응 문제를 풀 때 많이 사용하는 프로그램이다 .

자동차분야에서 많이 사용하는 프로그램이기도하다 . ④ CFD-ACE 사용이 매우 편한 프로그램이다 . 확장성은 좀 없다 . 위의 3

프로그램에 비해서 , 간단하고 요즘 유행하는 연료 전지 등의 문제풀이에 많이 사용되고 있다 .

⑤ Flow 3D 이 프로그램은 주조 등의 유동문제를 풀기위해 만들었다고

한다 . 특히 자유표면 (Free surface) 문제에 특화되어있다 . 다른 것에 비해 조건 주는 것이 편하고 , 관내문제 푸는 것에 있어서 다른 프로그램도 많아서 좋지만 , 자유표면 문제라면 이 프로그램이 편리하다 .

⑥ 팬랩 LCD 회사계열에서 해석용으로 사용하는 프로그램이다 .