목적

본 예제의 목적은 ALE와 LAW37(bi-material – 물과 공기를 구현하는 물성)을 이용하여 연료 탱크의 Sloshing 거동을 확인하는 것입니다.

유체를 표현 할 수 있는 방법으로 ALE와 SPH가 있는데 본 예제에서는 ALE를 다뤄 다소 난이도가 있는 예제입니다.

rad_ex_6_1_zoom27


주요 물성 정보

rad_ex_fig_6-3

/MAT/LAW2 (elasto-plastic material)

연료 탱크

– Initial density : 0.0078 g/mm^3
– Young’s modulus : 210,000 MPa
– Poisson’s ratio : 0.29
– Yield stress : 180 MPa
– Hardening parameter : 450 MPa
– Hardening exponent : 0.5

rad_ex_fig_6-8

/MAT/LAW37 (bi-phase material)

– Initial density : 10-3 g/mm^3
– Reference density used in the equation of state (E.O.S) : 10-3 g/mm^3
– liquid_density Liquid reference density : 0.001 g/mm^3
– Liquid bulk modulus : 2089 N/mm^2
– Initial massic liquid proportion : 100%
– Shear kinematic viscosity :  0.001 mm^2/ms 

가스

– Initial density : 1.22×10-6 g/mm^3
– Gas reference density : 0.001 g/mm^3
– Liquid bulk modulus : 2089 N/mm^2
– Initial massic liquid proportion : 0%
– Shear kinematic viscosity : 0.00143 mm^2/ms
– Constant perfect gas : 1.4
– Initial pressure reference gas : 0.1 N/mm^2

LAW37에서 점도와 압력 상태를 설명하는 데 사용되는 방정식은 다음과 같습니다.

 Viscosity
ex_6_equation

 Liquid EOS
ex_6_liquid_eq

 Gas EOS
ex_6_gas_equation

연료탱크 모델 정보

– Dimension : 460 mm x 300 mm x 100mm
– Thickness : 2 mm

rad_ex_6-1

Imposed Velocity  적용 값

d

Imposed Velocity (강제 속도) 적용 위치

rad_ex_fig_6-4

Grid와 Material Velocity의 경계에 위치한 노드를 제외한 모든 노드들은 Z 방향이 구속 되었습니다.

ALE의 공기와 물은 반드시 /ALE/MAT 키워드를 통해 정의되어야 합니다. 라그랑지안 물성들은 자동으로 라그랑지안으로 정의되기 때문에 관계 없습니다.

컨트롤 카드의 /ALE/DONEA 옵션은 J. Donea 그리드 계산 공식이 적용됩니다. 해당 키워드에 대한 자세한 설명은 RADIOSS Manual을 참고하시기 바랍니다.

 

해석 결과

rad_ex_fig_6-5_zoom91

X 방향의 각 파트 운동량 변화 그래프

rad_ex_fig_6-6

 

brick 요소들의 밀도 변화

Fluid Structure Coupling Time = 0 ms

Density

density-0_zoom66

Velocity

velocity-0_zoom61

 

 

Fluid Structure Coupling Time = 12 ms

Density

density-12_zoom64

Velocity

velocity-12_zoom62

 

Fluid Structure Coupling Time = 42 ms

Density

density-42_zoom55

Velocity

velocity-42_zoom62

Nodal Mass Contour

Tank_Sloshing

 

끝!  자세한 설명이나 모델링 방법은 메일로 문의주시기 바랍니다 ^^

공략 6.2편 – Feul Tank – Fluid Flow



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