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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최형권
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수23
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본 연구에서는 다공성 매질을 가지는 수직 방풍펜스의 풍속 저감에 관하여 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석은 2차원 해석 및 3차원 해석영역에 대하여 수행하였다. 해석은 비정렬 격자계를 사용하였으며, 난류유동장 해석에는 realizable k-e난류모델을 사용하였다. 여러 다공률을 갖는 3가지 높이의 방풍펜스에 대해 풍속 저감 효과를 분석하고, Darcy의 법칙을 적용한 다공성 모델의 방풍펜스와 기공의 형상을 직접 모델링한 방풍펜스가 각각 풍속 저감에 미치는 효과를 분석하였다.
다공성 모델을 적용한 방풍펜스는 2차원 및 3차원 수치해석에서 펜스 높이의 1/2지점을 따라 흐르는 주유동 방향의 속도는 다공률이 약 40% 일 때 최저가 된다. 이를 임계다공률로 정의하며, 임계다공률에서 주 유동방향의 속도는 입구속도보다 약 6배정도 작다는 것을 확인하였다. 또한 풍속감소영역의 크기는 펜스 높이의 약 20배임을 확인하였다.
다공성 모델의 방풍펜스와 기공의 형상을 직접 모델링한 방풍펜스의 해석결과는 기공을 직접 모델링한 낮은 다공률(20%이하)의 방풍펜스를 제외하고 2차원 및 3차원 수치해석에서 모두 유사한 결과가 나타났다. 이는 다공성 모델에서는 기공의 크기가 고려되지 않았기 때문인 것으로 보여진다.
다공성 모델을 적용한 방풍펜스는 2차원 및 3차원 수치해석에서 펜스 높이의 1/2지점을 따라 흐르는 주유동 방향의 속도는 다공률이 약 40% 일 때 최저가 된다. 이를 임계다공률로 정의하며, 임계다공률에서 주 유동방향의 속도는 입구속도보다 약 6배정도 작다는 것을 확인하였다. 또한 풍속감소영역의 크기는 펜스 높이의 약 20배임을 확인하였다.
다공성 모델의 방풍펜스와 기공의 형상을 직접 모델링한 방풍펜스의 해석결과는 기공을 직접 모델링한 낮은 다공률(20%이하)의 방풍펜스를 제외하고 2차원 및 3차원 수치해석에서 모두 유사한 결과가 나타났다. 이는 다공성 모델에서는 기공의 크기가 고려되지 않았기 때문인 것으로 보여진다.
목차
I. 서 론1. 연구배경 및 목적2. 연구방법II. 수치해석방법1. 지배방정식2. 다공성 모델링III. 해석모델1. 2차원 기공(slit)이 있는 방풍펜스2. 2차원 다공성 모델 방풍펜스3. 3차원 기공(hole)이 있는 방풍펜스4. 3차원 다공성 모델 방풍펜스IV. 수치해석 및 결과1. 해석조건2. 격자독립성분석3. 수치해석 결과1) 2차원 기공(slit)이 있는 방풍펜스2) 2차원 기공(slit) 모델과 다공성 모델링 비교3) 3차원 기공(hole)이 있는 방풍펜스4) 3차원 다공성 모델 방풍펜스5) 3차원 기공(hole) 모델과 다공성 모델링 비교V. 결 론참고문헌영문초록(Abstract)감사의글
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