[ADINA] 유체-구조 연성 해석 방법을 사용한 2-way Thermal Coupling 사례 소개

작성자
ablemax
작성일
2018-11-29 16:49
조회
36
ADINA_logo.png


1. ADINA 소개


다중 물리 현상 해석에 특화된 유한요소 해석 프로그램 ADINA


  • 유체, 구조, 열전달, 전자기장 등에 대한 단독 해석

  • 유체-구조 연성(Fluid-Structure Interaction), 열-구조 연성(Thermo-Mechanical Coupling) 등의 다중 물리 현상 해석에 특화되어 있습니다.

  • 특히 ADINA 비선형 구조 해석 솔버는 신뢰성을 인정받아 Simens-NX Nastran의 솔버(solution 601/701)로 탑재되어 있습니다.

  • 교량의 동적 해석, 생체공학, 원자로 설계 등과 같이 신뢰성을 요구하는 분야에서 활발히 사용됩니다.


2. 유체-구조 연성 해석 방법을 사용한 2-way Thermal Coupling 사례


  • 2-way Thermo-Fluid-Structure Interaction (TFSI) 해석이 적용되는 대상으로는 열교환기,

    디스크브레이크 냉각, PCB 소자, 에너지플랜트 냉각수 배관 등이 있습니다.

  • 이번 사례는 ADINA를 통한 "유체-구조 연성 해석방법을 이용한 2-way Thermal Coupling - 판형 열교환기" 사례입니다.

[ 열교환기 형상 및 물성 ]


▷ 2-way Thermo-Fluid-Structure Interaction (TFSI) 특징



위와 같이 2-way TFSI로 해석하면 아래의 사항들을 반영할 수 있습니다.


  • 구조모델에서 마찰, 소성가공, 점성 손실 등에 의한 열을 계산 후 유체모델에 전달할 수 있습니다.

  • 온도결과를 mapping할 필요가 없습니다.

  • 유체모델에서 구조격자를 만들 필요가 없습니다.




[ 1-way Thermal Fluid-Structure Interaction (TFSI)와의 비교 ]



ADINA를 이용한 해석 모델





ADINA를 이용한 해석 결과


  • ADINA 결과로부터 계산된 판형 열교환기의 열 전달계수는 1512 W/(㎡K) 입니다.

  • 참고로, 해석대상과 동일한 3개의 plate로 구성된 판형 열교환기의 열전달계수는 일반적으로

    1000 – 4000 W/(㎡K) 범위 안에 있습니다.

[ Hot side & Cold side Plate 온도 ]


[ Hot side & Cold side FSI 경계면 온도 ]




[ 중간 Steel Plate의 응력 ]



2-way Thermal Coupling 해석 결과 영상 파일 요청하기 ☞










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