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2018.10.15 (17:37:50)

Flush Gate 형 슬러지 세척설비의 CFD 해석을 통한 설계 최적화 기술용역 과제를 수행하였다.


물흘림 게이트를 갖는 슬러지 세척설비의 작동은 아래 그림 1.과 같다.

Edited full_view_deltaes.gif

(그림 1. Flush Gate 형 슬러지 세척설비 작동 예)


그림 1. 에서와 같이 좌측에 고여진 물을 정해진 순간 Gate 를 열어줌에 따라 좌측에 고여진 물의 수압에 의해 우측 바닥에 축적된 슬러지 들이 세척되는 원리로 작동되는 설비 이다.


본 flush gate 형 슬러지 세척설비에 대한 CFD 해석을 수행하기 위해 고객사로 부터 받은 자료는 아래와 같다.

 - 설비 2D CAD 및 탱크 내의 저수량.

 

상기 문제에 대한 CFD 해석을 위해서 아래와 같은 절차로 진행하였다.

  1. Flush Gate 개방은 탱크 수압에 따라 개방각과 각속도 등이 결정 됨.

  2. 따라서, CFD 해석 수행 시 탱크 내 유체의 수압과 gate 구조물 형상에 대한 무게를 고려하여 동시 계산함.

     이를 위해 유체-구조 연성해석 (FSI, Fluid-Structure interaction) 을 수행하였음.

  3. Gate 개방으로 인해 물의 배출되는 현상 해석으로 하류 특정 위치에서 유체속도 분포 및 전단응력 계산 함.



FSI 해석을 통해 얻어진 시간에 따른 수문의 개폐각도는 그림 2. 와 같이 결과를 얻을 수 있었다.


 _수문개폐각도.jpg

(그림 2. FSI 해석을 통해 확보된 시간에 따른 수문의 개폐 각도 산출)



상기 결과로 부터 얻을 그래프를 수문의 개폐에 대한 함수로 지정하여 경계조건으로 설정하고 상기 설비에 대한 CFD 해석을 수행한다.



본 해석을 통해 얻어진 결과는 아래 그림 3. 및 그림 4. 와 같다.

Edited door_view_deltaes.gif

(그림 3. FSI 해석을 통해 얻어진 수문 개폐각과 이로 인한 토출 유량)




_전단응력결과.jpg

                                           (그림 4. FSI 해석을 통한 Flush Gate 형 슬러지 세척설비 하류 특정 위치에서의 전단응력 결과)




상기 결과로 부터 저수된 물의 수압으로 인해 우측하부 바닥에 축적된 슬러지가 충분히 쓸려 내려갈 수 있음을 확인하였다.




기술문의:

* Delta ES 고객지원센터   070-8255-6001



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