Numerical simulation of upper convected maxwell fluid flow through planar 4:1 contraction

평면 4:1 수축을 지나는 어퍼 콘벡티트 맥스웰유체 유동의 수치 시뮬레이션

Numerical simulation of the flow of upper convected Maxwell fluid through planar 4:1 contraction has been performed using type dependent difference apprximation of vorticity equation. For creeping flow assumption, the numerical convergence has been achieved up to much higher values of elasticity parameter than those obtained by conventional finite difference method. For non-vanishing Reynolds number flow, it is shown that the corner vortices disappear, which is in good qualitative agreement with extant experimental results. In doing so, spatial distributions of stream function, vorticity and stresses are considered in relation to change of type of vorticity.

본 논문에서는 위의 연구에서 제안되는 즉, 유동장 내에서 형식이 변화되는 새롭고 보다 정확한 형태의 와도방정식을 사용하여 평면 4:1수축을 지나는 유동을 수 치모사하고자 한다. 2장에서는 UCM유체의 평면 Poiseuille 유동 및 평면 4:1수축을 지나는 유동을 개략적으로 고찰하고, 유동장이 와도에 관하여 타원형 혹은 쌍곡선형으 로 구별될 수 있음을 밝힌다. 3장에서는 Murman과 Cole의 형식에 따른 차분법을 원 용하여 Crochet, Davies와 Walters의 유한차분법을 개선함으로써, 와도방정식을 수치 근사하는데 있어서, 타원형 구역에서는 중심차분 근사, 쌍곡선형 구역에서는 후진차분 근사하는 방법을 도입 한다. 4장에서는 본 연구의 계산 결과를 R=0에 대한 Davies, Lee와 Webster의 계산결과와 비교하고, 레이저를 이용한 Walters와 Rawlinson의 유동 가시화 실험과도 정성적인 비교를 한다.즉 유동함수의 분포를 실험 및 종래의 계산 결과와 비교하며, 와도, 응력의 분포를 와도의 형식변화 관점에서 검토하였다.