미소 T 채널의 혼합 특성에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 Lattice Boltzmann Method의 다중 완화시간 (MRT; Multiple relaxation time) 방법을 이용하여 유동을 해석하였고 Passive scalar model을 이용하여 미소 T채널에서의 혼합특성에 대해 알아보았다. 혼합특성에 대하여 알아보기 앞서, Lattice Boltzmann Method의 단일 완화시간 (SRT; Single relaxation time) 방법과 다중 완화시간 방법을 안정성에 대하여 비교해 보았다. 미소 T 채널에서의 입구와 출구의 크기에 따른 혼합길이 및 압력강하에 대해 알아보기 위해 Reynolds 수 0.5, Peclet 수 500, Schmidt 수가 1000일 때 모사를 했다. 이때 위쪽 입구는 0.1㎜로 고정하고, 위쪽입구에 대한 아래쪽 입구의 비율을 0.5~1.5까지, 출구의 너비는 1~3배까지 변화시켜 가며 혼합길이 및 압력강하에 대하여 알아보았다. 이때 출구까지의 거리는 25㎜로 하였다. 아래쪽 입구의 너비 비율을 변화시키는 것 보다 출구의 너비 비율을 변화시키는 것이 혼합길이에 대하여 효과적이었다. 이러한 특성을 이용하면 미소 T 채널의 설계에 도움이 될 것이다.; We simulated the mixing characteristics in micro T-channel using Lattice Boltzmann Method. Before simulated the mixing characteristics, we compared to LBM SRT(Single relaxation time) model and MRT(Multi relaxation time) model for stability. We studied the relation a mixing length and pressure-drop due to inlet and outlet ration in Reynolds number 0.5, Peclet number 500 and Schmidt 1000. The ratio of a down-inlet to up-inlet was 0.5~1.5 times, up-inlet to outlet was 1~3 times and outlet length was 250 times to up-inlet. The mixing length decrease linearly as outlet ratio decreased, and pressure-drip increase non-linearly. Initial stage of micro channel mixture was fast by down-inlet ratio, however, the mixing length is not influence.