엑셀 VBA 바탕으로 Com & Auto 기능을 이용할 때 엑셀 내에서 Simcenter Flomaster와 연결하는 방법을 알아봅니다.

일반적으로 Oil, Slurry, Polymer solution 등 Non-Newtonian fluid를 effective viscosity (또는 apparent viscosity)를 이용한 Newtonian fluid 모델로 대체하여 표현합니다. 

그러나 effective viscosity와 Non-Newtonian viscosity와는 차이가 발생하며, 특히, shear stress - shear rate의 curvature가 크고 유속이 빠를수록 viscosity 오차가 커지게 되어 해석 결과의 신뢰도가 떨어집니다. 

따라서 effective viscosity가 아닌 Non-Newtonian viscosity를 적용한 모델링이 필요합니다. 

이에 Simcenter Flomaster V2019.3에 새로이 Non-Newtonian fluid 모델이 추가되었으며, 이번 Tech-note에서 새로 추가된 Non-Newtonian fluid 사용 방법에 대해 다뤄보겠습니다.

점탄성 특성을 갖는 폴리머 파이프(PE, PVC 등)를 Elastic pipe로 표현하기에 부적절한 측면이 있습니다. 

그 이유는 점탄성 변형은 탄성 특성 변형과 점성 특성 변형이 중첩되어 발생하기 때문입니다. 

변형에 필요한 에너지는 유체로부터 오게되며, 유체 입장에선 에너지 손실로 이어져 압력, 유량 과 같은 중요 parameter에 차이를 발생시킵니다. 따라서 점탄성 특성으로 인한 에너지 손실을 고려한 모델링이 필요하며 이번 V2019.3에 새로이 Visco-Elastic pipe model이 추가되었습니다. 

이번 Tech-note에서는 새로 추가된 Visco-Elastic pipe component 사용법에 대해 다뤄보겠습니다.

Flomaster에서는 물질 간의 Mixing에 따른 유동 특성을 고려할 수 있도록 ‘Multi Fluid Simulation’ 기능이 들어 있습니다. 

같은 압축성 유동이나 혹은 비압축성 유동의 경우 둘 이상의 다른 물질이 섞여서 흘러가거나 혹은 분리되는 공정을 거칠 수 있게 됩니다. 이때 섞이게 되는 혼합물의 물성치, 즉 밀도, 점도 및 비열 등의 값은 혼성비에 따라 다르게 됩니다. 

이러한 해석은 많은 화공 플랜트의 공정에서 적용될 수 있으며, 이 경우 농도(Concentration)에 따른 여러 값들을 체크해야 할 필요가 있습니다.

Concentration은 mole fraction에 기반한 혼합 유체의 구성비를 나타내는 결과이며, 구성비로부터 혼합 유체의 ph 농도, 발열량 등 Flomaster에서 기본 제공되지 않는 여러 parameter들을 계산할 수 있습니다.

그러나 script 상에서 concentration은 Dictionary(C#) 구조를 갖기 때문에 프로그래밍 지식이 요구되며 사용하기 어려운 점이 있습니다. 

따라서 이번 Technote를 통해 script 내 concentration 사용법을 알아보고 불편함을 해소하고자 합니다.

시뮬레이션 상에서 밸브 제어는 1초 내로도 급격한 개도 변화가 가능합니다. 

그러나 실제 밸브 제어에서는 개도 변경를 위한 시간이 필요합니다. 

이러한 개도 변화율의 제한은 변동 Trend에 영향을 미치며 최대/최소 압력과 같은 중요한 결과값에 차이를 만들게 됩니다. 

이번 Technote 에서는 실제 시스템과 동일하게 개도 변화율에 제한을 두어 PID 제어를 적용하는 방법에 대해 알아보겠습니다.