출구 경계조건
- 출구 압력(Pressure Outlet)
- 개수로 출구(Open Channel Outlet) : 다상 유동에만 사용
- 유출(Outflow)
- 아음속 출구(Subsonic Outflow) : 압축성 유동에만 사용
- 초음속 출구(Supersonic Outflow) : 압축성 유동에만 사용
출구 압력(Pressure Outlet)
출구 압력 조건은 출구 경계면에 일정한 압력을 주는 조건이다. 입력한 압력은 유동이 빠져나가는 경우는 정압(static pressure)로, 들어오는 경우는 전압력(total pressure)로 사용된다. 압력을 입력하고 유동이 유입될 때의 조건과 ‘Non-Reflecting Boundary’를 옵션으로 선택할 수 있다.
아무런 옵션을 사용하지 않을 때, 각 필드가 사용하는 openfoam의 경계조건은 다음과 같다.
- 속도 : pressureInletOutletVelocity
- 압력 : totalPressure (이 조건은 유동이 유입될 때는 전압력을 사용하고, 유출될 때는 정압(static pressure)를 사용하기 때문에 이 조건에서 사용하는 압력은 정압이다)
- 온도 : zeroGradient
- 난류 : zeroGradient
- 화학종 : zeroGradient
유입류 조건(Specify Backflow Properties) 옵션
유입류 조건(Specify Backflow Properties) 옵션을 선택하면 계산영역으로 유입되는 유동의 전온도(total temperature)와 난류 조건을 줄 수 있다.
이 옵션을 사용하면 온도, 난류 필드, 화학종이 사용하는 openfoam의 경계조건은 다음과 같다.
- 온도 : inletOutletTotalTemperature
- 난류운동에너지 : turbulentIntensityInletOutletTKE
- 난류소산율($\epsilon$), 특성소산율($\omega$) : viscosityRatioInletOutletTDR
- 보정동점성계수($\tilde{\nu}$) : inletOutlet
- 화학종 : inletOutlet
Non-Reflecting Boundary 옵션
경계면에서 압력파가 반사되지 않는 조건으로, 에너지방정식을 계산하고 밀도는 완전기체, 정압비열은 상수인 경우에만 나타난다.
속도와 압력에는 openfoam의 waveTransmissive 경계조건을 사용하고 나머지 필드는 옵션이 없을 때와 동일하다.
Non-Reflecting Boundary 예제 : 압축성 캐비티 유동
개수로 출구(Open Channel Outlet)
개수로 출구 조건은 자유수면을 계산할 때 출구에 일정한 평균 속도를 주고 그에 따라 수면의 높이가 변할 수 있는 조건이다.
평균 속도를 상수로 입력하고, 난류는 ‘입구 속도’ 조건과 동일하게 준다.
각 필드가 사용하는 openfoam의 경계조건은 다음과 같다.
- 속도 : outletPhaseMeanVelocity
- 압력 : zeroGradient
- 체적분율 : variableHeightFlowRate
- 난류운동에너지 : turbulentIntensityInletOutletTKE
- 난류소산율($\epsilon$), 특성소산율($\omega$) : viscosityRatioInletOutletTDR
- 보정동점성계수($\tilde{\nu}$) : inletOutlet
유출(Outflow)
유출 조건은 출구의 모든 필드에 대해 구배(gradient)가 0인 조건을 사용한다.
아음속 출구(Subsonic Outflow)
아음속 출구 조건은 압축성 유동에서 유체기계와 같은 내부유동의 출구 아음속 경계조건이다. 압력(static pressure)을 입력한다.
속도, 압력, 온도의 openfoam 경계조건은 subsonicOutflow이며 난류는 zeroGradient이다.
초음속 출구(Supersonic Outflow)
초음속 출구 조건은 압축성 유동의 출구속도가 초음속일 때 사용하는 경계조건이다.
입력할 것은 없으며, 모든필드의 openfoam 경계조건은 구배(gradient)가 0인 조건을 사용한다.