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온도해석에 의한 발전용 가스터빈 냉각날개의 건전성 평가

전문가 제언: ○ 컴퓨터의 발전(용량이나 질)에 힘입어서 과학적인 현상에 대한 모의가 점점 발전해 나아가는 추세에 있다. 이를 뒷받침하는 것으로 유체역학부문에서의 CFD(Computational Fluid dynamics) 해석이나 설계 시의 CAD(Computer Aided Design) 등의 프로그램들이 상용으로 보급되고 있는 단계에 있다.

○ 컴퓨터를 통한 수치해석을 하려면 제일 먼저 당면한 과제가 계산망(Mesh)의 설정이다. 계산망의 설정을 몇 개로 정하는가가 수치해석의 가장 중요한 문제점으로 생각된다. 곧 그 수가 너무 작으면, 계산은 쉽게 되지만 그 결과를 신빙할 수 없고, 너무 많아지면 그 결과는 믿을만해도 실용한계를 넘어서게 된다. 어떻게 적정(optimal)한 점을 발견할 것인가가 문제해결의 관건이라고 생각된다.

○ 계산망의 설정에 있어서도 그 격자가 사각형이냐, 다면체이냐에 따라서 계산의 용이함, 모델링의 용이함 등의 차이가 있다. 그런데 상용 코드인 FLUENT는 유한체적법으로 제작되어 있는데 이것은 사각형의 계산망을 보유하고 있으며, 과학적인 관점에서는 다면체(polygon)가 여러 가지로 편하다. 여기에서 수치계산이 어려운 점에 봉착하게 된다.

○ 전열․냉각 분야에서도 3차원 복합열전달은 의미가 있는 해결방법이지만 실제로 유동문제는 많은 모델링을 포함하고 있다. 그래서 이러한 모델링을 다 컴퓨터에 저장시키면 결국은 복합열전달의 수치해석의 의미가 퇴색하게 된다. 여기에서도 모델링 사용한계의 적정선이 해결되어야 한다.

○ 3차원 복합열전달에 의한 수치해석은 이상과 같은 문제점들이 있어서 앞으로 상당히 많은 연구가 동반되어야 할 것으로 사료된다.

저자: TAKAHASHI Toshihiko
자료유형: 학술정보