화학공학소재연구정보센터
Korean Journal of Rheology, Vol.8, No.1, 1-10, March, 1996
협착관내 비뉴턴유체의 맥동유동특성
Pulsatile Flow Characteristics of Non-Newtonian Fluid in the Stenosed Tubes
초록
본 논문에서는 협착이 발생된 원관내 뉴턴유체와 비뉴턴유체의 정상 및 맥동유동특성을 유한요소법으로 해석하였다. 본 연구는 맥동유동특성에서 협착관 형상의 변화, 협착이 주기적으로 발생된 협착관에서 협착부사이의 거리와 협착부의 수가 유동특성에 미치는 영향을 검토하였다. 레이놀즈수가 일정할 때 협착이 발생된 원형관내 뉴턴유체와 비뉴턴유체의 맥동유동특성은 정상유동의 경우와 크게 다르게 나타난다. 맥동유동에서는 정상유동보다 관 중앙부에서 속도분포가 훨씬 평탄하고, 맥동유동의 속도분포는 감속시에 비하여 가속시에 관중앙부의 속도분포가 더 평탄하게 나타난다. 정상유동과 맥동유동의 감속시에서는 협착부 하류의 벽면에서 재순환영역이 발생된다. 협착부의 수가 증가하면 각 협착부 주위의 속도장은 유사하게 나타나지만 전체 압력손실은 크게 증가한다. 협착부사이의 거리가 변화될 경우 맥동유동속도의 국소최대치와 국소최소치의 차이가 가속시에는 거의 없지만 감속시에는 협착부사이의 거리에 따라 다르게 나타난다.
In this study characteristics of steady and pulsatile flows of Newtonian and non-Newtonian fluids in the stenosed circular tubes are investigated by finite element method. Present analysis discusses the effects of stenosed geometry and the stenosis spacing and the number of stenosis in the periodically stenosed tubes on the pulsatile flow. Velocity in the central region during the acceleration period is much flatter than that during the deceleration period of pulsatile flow. Flow recirculations occur in the wall region for the steady flow and during deceleration period of the pulsatile flow. As the number of stenosed section increases for the pulsatile flow the total pressure change increases even though the velocity fields around the stenoses are very similar. When the length of stenosis spacing is changed for the pulsatile flow the difference between the local maximum and minimum values of the velocity is almost negligible during the acceleration period but very large during the deceleration period.
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