| 초록 |
자유표면을 수반하는 유동현상은 일상생활 뿐만 아니라 재료가공에 관련된 산업에서 흔히 접할 수 있는 현상이다. 이에 해당하는 공정으로는 고분자 가공공정 중에서 사출, 압출, 압축성형, 코팅공정 등이 있으며, 금속의 주조공정도 여기에 해당한다. 그 중에서도 사출성형공정은 복잡한 형상을 가진 금형, 비등온 가공, 비선형 거동을 보이는 고분자 물성 등이 복합적으로 결부되어 있기 때문에 해석에 많은 어려움이 있다. 특히 금형충전현상에 대한 해석은 매시간 유체의 충전영역이 달라지는 복잡한 양상 때문에 수치모사기 개발에 있어서 항상 관건이 되는 연구분야로 여겨져 왔다. 따라서 이를 해석할 수 있는 적절한 수치해석 기법의 개발은 충전현상 모사 이외에 고분자 용용체의 온도, 금형온도 그리고 사출속도 등과 같은 가공조건의 최적화에도 기여할 수 있다. 본 연구에서는 VOF (Volume of Fluid)와 FEM (Finite Element Method)를 사용하여 사출금형충전공정에서 특히 문제가 되는 자유표면의 경계를 정확하고 효율적으로 추적할 수 있는 수치모사 알고리듬을 개발하고 그 타당성을 검토하고자 한다.
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