| 초록 |
본 연구는 수평 다공질층을 일정열속으로 가열할 때, 내부에 흐르는 유체의 와류 발생 지점을 전파이론을 이용하여 거리의존형 문제로 해석한 것이다. 이때 다공질층에 일반적으로 적용되는 Darcy 법칙과 함께 흐름 특성 및 입자크기와 관련된 관성효과와 분산효과를 수치해석적으로 분석하였다. 두 넓은 수평판 사이에 입자가 균일하게 채워져 있고, 하부로부터 일정열속으로 가열되는 다공질층을 기본으로 한다. 도입부에서 충분히 떨어진 계를 설정하여 균일한 속도장을 가정하였으며 입자크기가 작고 수직 간격이 큰 경우를 기본으로 하여 경계면의 영향에 따른 수직 방향의 공극률 변화를 무시하였다. 그로부터 경계면의 점성력 영향과 편류효과를 무시함으로써 완전한 플러그 흐름을 상정하였다. 밀도와 온도관계를 나타내는 상태방정식과 함께, 연구에 사용된 지배방정식은 관성효과를 나타내주는 Forchheimer식을 기본으로 하였다. 그 결과, 관성효과는 계를 안정화시키는 방향으로 작용함을 알 수 있으며, 분산효과는 일정열속조건에서 계를 불안정화시키는 요인으로 나타난다. 이는 수직방향의 열전도도가 증가되어 기본온도분포와 부력의 증가 요인으로 작용하기 때문이라고 할 수 있다.
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