8.2.8 volumeZones

8.2.8.1. referenceFrame

referenceFrame 섹션은 이동 Volume Zone(Moving Volume Zones)의 매개변수를 설명합니다.

8.2.8.1.1. axisOfRotation

회전하는 Volume 영역은 기본적으로 오른손 법칙을 따라 회전하도록 설정되어 있습니다. 아래의 그림에서 오른쪽 손의 손가락을 회전하는 방향으로 감싸는 경우, Volume 영역의 회전축(axisOfRotation)은 엄지손가락이 세워지는 방향과 동일합니다.

omega에 음수값을 입력하여 반대 방향으로 회전하도록 설정할 수 있습니다.

8.2.8.1.2 omega

Flow360에서는 회전체의 회전 속도를 설정하기 위해 무차원 회전 속도를 사용합니다. 무차원 회전 속도에는 다음과 같은 두 가지 옵션이 있습니다. 사용자는 물리적 회전 속도의 단위에 따라 omegaRadians 또는 omegaDegrees를 입력할 수 있습니다.

$\begin{align}\begin{aligned}\text{omegaRadians} = \Omega \ \text{(rad/s)} \cdot \frac{L_\text{gridUnit}}{C_\infty}\\\text{omegaDegrees} = \Omega \ \text{(deg/s)} \cdot \frac{L_\text{gridUnit}}{C_\infty}\end{aligned}\end{align}$

회전체 해석을 위해 로터의 RPM을 무차원 Omega로 전환하여 해석을 수행하는 사례는 Flow360의 XV-15 로터 해석 예제를 참고하세요.

8.2.8.1.3 parentVolumeName

회전 Volume 영역 안에 또 하나의 회전 Volume 영역이 있는 경우에는 parentVolumeName을 사용하여 각각의 회전 영역의 운동을 정의할 수 있습니다.

만약 Zone A 안에 위치하는 Zone B가 Zone A에 상대적으로 회전 운동을 한다면, Zone A는 Zone B에 대한 Parent Volume 영역이 됩니다.

Zone B의 운동은 Zone A의 운동에 따라 바뀌는 좌표계를 기반으로 운동을 정의할 수 있습니다. 이러한 운동 정의 방법은 Nested 기법이라고 합니다.

Flow360에서 Nested 기법을 활성화하기 위해서는 JSON 파일에서 Zone B의 "referenceFrame"에 parentVolumeName:"Zone A" 를 추가하여 Zone B의 Parent Volume 영역을 정의합니다. 이때 초기 회전 운동을 정의할 경우에는 Global 좌표계를 기준으로 입력을 해야합니다. ( 회전축, 회전 중심점 등)

[주의사항]

다른 Volume 영역의 Parent Volume으로 지정된 모든 Volume Zone은 회전 Volume Zone이어야 합니다. 즉, Volume 영역의 경계면에는 Interface 설정이 되어있어야 합니다. 그렇지 않으면 JSON 파일 유효성 검사 중에 오류가 발생할 수 있습니다.

다음은 예시 JSON 파일입니다. FLUID-MIDDLE-BLOCK은 Global 좌표계에 대해 회전하므로 parentVolumeName이 지정되지 않습니다. FLUID-INNER-BLOCK은 FLUID-MIDDLE-BLOCK의 Local 좌표계에 대해 회전하므로, FLUID-MIDDLE-BLOCK을 parentVolumeName으로 지정해야 합니다.

 1"volumeZones": {
 2    "FLUID-OUTER-BLOCK": {
 3        "modelType": "FluidDynamics"
 4    },
 5    "FLUID-MIDDLE-BLOCK": {
 6        "modelType": "FluidDynamics",
 7        "referenceFrame":{
 8            "omegaRadians": 0.1,
 9            "centerOfRotation": [1,2,3],
10            "axisOfRotation": [1,0,0]
11        }
12    },
13    "FLUID-INNER-BLOCK": {
14        "modelType": "FluidDynamics",
15        "referenceFrame":{
16            "omegaRadians": 0.2,
17            "centerOfRotation": [-4,5,-0.2],
18            "axisOfRotation": [0,0,-1],
19            "parentVolumeName": "FLUID-MIDDLE-BLOCK"
20        }
21    }
22}

8.2.8.1.4 Miscellaneous

[Attention]

Flow360는 인접한 Volume 영역이 모두 정지된 상태인 경우에 대해서는 해석을 시작할 수 없습니다. 강제로 해석을 시작하기 위해서는 Volume 영역들 중 하나에 omega:0을 가진 referenceFrame을 할당해야 합니다.