위어(Weir)
개요
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.
형상(Geometry)
위어의 형상은 stl 파일을 사용하고, 입구의 물과 공기의 경계면을 구분하기 위해 두 개의 Hex6를 사용하여 그림과 같이 구성한다.
Geomerty 설정
아래쪽의 [불러오기(import)] 버튼을 눌러 weir.stl 파일을 선택한다.
[추가(Add)] 버튼을 누르면 나타나는 창에서 [Hex6]를 선택하고 다음과 같이 설정한다.
- Name : Hex6_1
- Type : None
- MIn. : (-2 -1 0)
- Max. : (2 1 1.6), 수위가 1.6인 조건이기 때문에 z 좌표를 1.6까지 생성
6개 면이 만들어 진다. 각 면을 마우스 오른쪽 버튼으로 [편집(Edit/View)]을 선택해서 이름을 다음과 같이 바꿔 준다
- Hex6_1_xMin : water-in
- Hex6_1_xMax : out
- Hex6_1_yMin : front
- Hex6_1_yMax : back
- Hex6_1_zMin : bottom
Hex6_1_zMax은 경계면이 아니기 때문에 [유형(Type)]을 [없음(None)]으로 설정한다.
한번 더 [추가(Add)] 버튼을 눌러 [Hex6]를 선택하고 다음과 같이 설정한다.
- Name : Hex6_2
- Type : None
- MIn. : (-2 -1 1.6)
- Max. : (2 1 2)
6개 면이 만들어 진다. 각 면을 마우스 오른쪽 버튼으로 [편집(Edit/View)]을 선택해서 이름을 다음과 같이 바꿔 준다
- Hex6_2_xMin : air-in
- Hex6_2_xMax : out-1
- Hex6_2_yMin : front-1
- Hex6_2_yMax : back-1
- Hex6_2_zMax : top
Hex6_2_zMin은 경계면이 아니기 때문에 [유형(Type)]을 [없음(None)]으로 설정한다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
영역(Region)
위쪽의 (+) 아이콘을 눌러 영역을 만든다. 그래픽 창에 연두색으로 나타나는 선의 교차점을 마우스로 계산영역 내부에 위치시킨다. [추가(Add)] 버튼을 누르면 설정이 완료된다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
배경격자(Base Grid)
격자수를 100, 50, 50으로 설정한다. [생성(Generate)] 버튼을 누르면 배경 격자가 생성된다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
격자세분화(Castellation)
전체 영역의 격자를 균일하게 만들 것이기 때문에 별도의 refinement 설정 없이 Refine 버튼을 누르면 castellation이 진행된다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
형상구현(Snap)
디폴트 설정을 그대로 사용하고 [형상구현(Snap)] 버튼을 누른다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
경계층 격자(Boundary Layer)
따로 경계층 격자를 만들지 않을 것이기 때문에 [적용(Apply)] 버튼을 누르고 작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
최종적으로 생성된 격자는 다음과 같다.
내보내기(Export)
[BaramFlow 프로젝트로 내보내기(Export as BaramFlow project)] 버튼을 눌러 원하는 위치에 격자를 내보낸다.