1) Weir 개요

* 형상 파일


wave height

위어(Weir)는 수공학에서 수로에 설지하는 구조물로 물이 넘치게 만들어 특정 수위를 유지하거나 유량을 측정하는데 사용한다. CFD에서는 이론식으로 구할 수 있는 유량과 해석 결과를 비교하여 코드 검증용으로 사용하기도 한다.

본 예제는 사각 위어에서 수위가 일정한 경우에 대한 해석을 위한 격자 생성 및 계산 예제이다.

사각위어의 단순한 형상을 stl 파일로 읽어 격자를 생성한다.

물의 입구에 수두에 해당하는 압력조건을 사용하기 위해 입구 경계면을 물과 공기의 영역을 나누어 만든다. 입구의 수위는 1.6m이다.

2) 형상(Geometry)

위어의 형상은 stl 파일을 사용한다.

입구의 물과 공기의 경계면을 구분하기 위해 두 개의 Hex6를 사용하여 그림과 같이 구성한다.


Geomerty 설정

Import 버튼을 클릭해서 weir.stl 파일을 선택한다.

Add 버튼을 클릭해서 2개의 Hex6를 만들어준다.

  • down : Hex6

    • Type : None

    • Min./Max. : (-2 -1 0) / (2 1 1.6) : 수위가 1.6인 조건이기 때문에 z 좌표를 1.6까지 생성

    • down_xMin, down_xMax, down_yMin, down_yMax, down_zMin, down_zMax의 6개 면이 만들어 지는데 마우스 오른쪽 버튼으로 Edit를 선택해서 이름을 바꾸어 준다(xMin은 water-in, xMax는 out, yMin은 front, yMax는 back, zMin은 bottom). zMax는 경계면이 아니기 때문에 Type을 None으로 설정한다.

  • up : Hex6

    • Type : None

    • Min./Max. : (-2 -1 1.6) / (2 1 2)

    • up_xMin, up_xMax, up_yMin, up_yMax, up_zMin, up_zMax의 6개 면이 만들어 지는데 마우스 오른쪽 버튼으로 Edit를 선택해서 이름을 바꾸어 준다(xMin은 air-in, xMax는 out-1, yMin은 front-1, yMax는 back-1, zMax는 top). zMin은 경계면이 아니기 때문에 Type을 None으로 설정한다.

Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

3) Region

상단 (+) 버튼을 눌러 영역을 생성하고 그래픽 창에 연두색으로 나타나는 선의 교차점을 마우스로 이동하여 유체 영역에 위치시킨 후 Add 버튼을 클릭하면 설정이 완료된다.


Region 설정

Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

4) Base Grid

격자수를 100, 50, 50으로 설정한다. Generate 버튼을 누르면 배경 격자가 생성된다.


Base Grid 설정

Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

5) Castellation

전체 영역의 격자를 균일하게 만들 것이기 때문에 별도의 refinement 설정 없이 Refine 버튼을 누르면 castellation이 진행된다.

작업이 끝나면 Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

6) Snap

디폴트 설정을 그대로 사용하고 Snap 버튼을 누른다.

작업이 끝나면 Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

7) Boundary Layer

따로 경계층 격자를 만들지 않을 것이기 때문에 Apply 버튼을 누르고 작업이 끝나면 Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

8) Export

마지막으로 weir라는 이름으로 Export 하면 baramFlow v23에서 열 수 있는 Project 폴더가 생성된다.


최종 격자