수치해석을 통한 유도전동기용 냉각팬 설계

초록

전동기 냉각팬으로 사용되는 레디얼 송풍기는 축류송풍기와는 달리 날개 잇이 반경 방향으로 되어 있고 그 유동이 매우 복잡하여 설계시 3차원 유동 해석이 필수적이다. 하지만 일반 전산 기법으로 원심송풍기의 3차원 유동을 해석하는 것은 쉽지 않다. 유한 차분법(Finite Differential Method, FDM)과 같이 3차원 공간상에 격자(grid)를 생성하여 수치해석을 하는 경우, 물체 형상이 복잡할 때 격자 생성이 어렵고, 격자의 수가 많아 연산 시간이 길다. 상용 프로그램을 사용하여 해석하는 경우, 입 출구 영역에서의 속도나 압력 등의 경계조건은 실험을 통하여 지정해야 하며, 실험 데이터가 없는 경우 전동기 운전 점에서의 유량을 예측하기 어렵다. 이에 본 연구는 실험 데이터에 의한 경계조건 없이 형상과 회전 속도만을 입력하여 팬의 유량을 비교적 정확히 예측할 수 있는 수치해석 프로그램을 이용하여 실제 실험과 그 경향을 비교하여 신뢰성을 검증하여 전동기 냉각팬을 설계 하였다.