Y+ 계산기

배경

Y+ 개념은 유체역학의 경계층 이론에서 유래하며, 벽 근처의 복잡한 유동 현상을 단순화하기 위해 고안되었습니다. 벽 근처에서 나비어-스톡스 방정식을 무차원화하는 데 사용되는 스케일링된 거리를 나타내며, 난류 유동의 해석 및 계산을 용이하게 합니다.

계산 공식

Y+는 다음 공식을 사용하여 계산합니다.

\[ Y+ = \frac{y \cdot u}{v} \]

여기서:

• Y+는 국소 레이놀즈 수 (무차원)입니다.
• y는 벽에서의 절대 거리 (미터)입니다.
• v는 동점성계수 (m²/s)입니다.
• u는 마찰속도 (m/s)입니다.

계산 예시

벽에서의 절대 거리가 0.005m이고, 동점성계수가 1.5 × 10⁻⁵ m²/s이며, 마찰속도가 0.1 m/s인 경우를 가정해 봅시다. Y+ 값은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

\[ Y+ = \frac{0.005 \cdot 0.1}{1.5 \times 10^{-5}} \approx 33.33 \]

중요성 및 활용 사례

Y+는 벽 주변의 메쉬 생성, 난류 모델 선택, 정확한 전단응력 및 열전달 예측을 위한 CFD에서 매우 중요합니다. 효율적인 공기역학 표면, 열교환기 설계 및 도시 계획의 풍류 분석에 필수적입니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

1. 높은 Y+ 값은 무엇을 나타냅니까?

   • 높은 Y+ 값은 벽 근처의 메쉬가 충분히 치밀하지 않음을 나타내며, 이는 벽 전단응력 및 열전달 예측의 부정확성으로 이어질 수 있습니다.

2. Y+는 난류 모델링에 어떤 영향을 미칩니까?

   • Y+ 값은 난류 모델에서 벽 처리 방법을 결정합니다. 낮은 값 (<5)은 점성 하층을 해석해야 하며, 높은 값은 벽 근처 효과를 근사하는 벽 함수를 사용할 수 있습니다.

3. Y+를 층류에 사용할 수 있습니까?

   • Y+는 주로 난류 유동 해석에 사용되지만, 벽 근처 층류에서도 유동 거동 및 경계층 발달을 이해하는 데 적용될 수 있습니다.

Y+를 정확하게 이해하고 계산하는 것은 다양한 공학 및 연구 분야에서 CFD 해석을 성공적으로 적용하고 유동 시스템의 설계 및 최적화를 향상시키는 데 필수적입니다.