Simcenter Flomaster 2021.1
: Physics

1. Multi-Physics Pipe 도입

Flomaster 2021.1에서는 “Multi-Physics Pipe” 라는 새로운 pipe component 가 추가되었습니다.
이 새로운 Pipe 모델은 기존에 수치적 확산 현상으로 온도나 농도 변화가 뭉개지는 현상을 올바르게 추적할 수 있도록 고안되었습니다. 비압축성 해석에서만 이용가능 하며 Newtonian, Non-Newtonian 모든 유체에 적용할 수 있습니다.

적용될 수 있는 분야는 다음과 같습니다.

      • Running multiple fluids through a line for batching, purging or cleaning process and tracking the fluid front through the system

      • Priming and De-priming of Systems

      • Drawing one fluid in and then expelling it as would be seen in a pipette.

Pipette Network Showing water being drawn in and expelled

2. Pump Curve Enhancements

Flomaster 2019.2에서는 처음으로 Pump Head Curve Wizard 기능이 추가되었습니다.

이번 2021.1 에서는 다음과 같은 3가지 특징이 추가되었습니다.

      • Expansion of the Wizard to Torque vs Head Curves

      • Ability to view the Chebyshev polynomial coefficients for polynomial fits of the curves

      • Enabling Curve interpolation when the extend to All Operational Modes function is selected

Pump Torque Wizard

Comparisons of Pump Head Curves with and without interpolation

3. CAPE-OPEN Enhancements

정확한 해석 결과를 예측하기 위해서는 실제 시스템에 사용되는 유체의 정확한 물성치를 이용해야 합니다.

이를 위해 지난 Flomaster 2020.2 에서는 CAPE-OPEN (https://www.colan.org)과 인터페이스를 처음으로 제공하였습니다.

Flomaster 2021.1에서는 다음의 확장된 기능을 추가하였습니다.

  • Liquid와 압축성 유체 외에 Two phase용 유체 생성 가능.

  • 2020.2 버전에서는 오직 32bit 물성치 프로그램만 사용할 수 있었으나 2021.1에서는 32bit, 64bit 모든 프로그램을 부를 수 있음.

CAPE-OPEN Fluid Selection showing 32 and 64 Bit Fluids

4. New Map-based Compressor Component

Flomaster 2021.1에서는 새로운 Map 기반의 압축기 모델을 제공합니다.

이 새로운 모델은 기존의 압축기 Component를 다음과 같은 향상된 기능을 통해 대체할 수 있도록 하고 있습니다.

Data Entry

      • Reference 조건 입력 시, 입출구에서 Total 과 Static 조건으로 세팅을 할 수 있게 되었습니다. 이는 입력 시 사전 작업을 줄여주고 있으며, 입출구의 total, static 압력의 어떠한 조합으로도 세팅 가능합니다.

      • 모든 관련 항목이 한 개의 sub-form 안에 그룹화 되어 데이터의 입력 오류를 줄일 수 있게 하였습니다.

Updated Compressor Data Forms showing Inlte/Outlet Condition Selection

Modeling

      • 기존의 Power 와 Speed 입력에 추가하여 Torque에 대한 controller를 제공하고 있습니다.

      • Surge 와 Stall 조건에 대한 향상된 처리 기능이 추가되었습니다.

5. Non-Newtonian Flow – Casson Model

2020.2에 포함된 Power Law에 추가하여 Casson Model이 추가되었습니다.

이 모델은 전단율이 얇은 유체에 적합하며 사용 시 유체의 Yield Stress 값이 요구됩니다.

6. Bulk Loss Component

설계 초기 단계에서는 pipe layout이나 geometry에 대한 구체적인 정보가 정의되지 않거나 구체적으로 결정하기 어려운 상황에 놓이게 됩니다.
그동안은 이럴 경우, 대략적인 pipe layout 정보만을 부여하여 시스템의 성능을 평가해야 할 때 적절한 방안이 없었습니다.

그러나 새로운 Bulk Loss Component를 이용하면, 다음과 같은 입력 조건을 이용하여 시스템의 대략적인 성능을 쉽게 평가할 수 있습니다.

      • Pipe Length, Diameter and Roughness

      • Number of Bends and the ratio of radius to diameter

      • A fitting loss as a percentage of the pipe loss

7. Zero Flow Heat Transfer Enhancements

Zero Flow Heat Transfer(ZFHT) 기능은 Component 안에 있는 유체의 속도가 0인 경우, Axial 방향과 lateral (측면 방향, Radial) 방향에 대해 열전달 현상을 묘사할 수 있도록 한 기능입니다. Flomaster 2021.1에서는 단열재 및 pipe wall의 Thermal Capacity에 대한 영향이 고려 될 수 있도록 확장되었습니다.