밸브 내 캐비테이션 거동을 예측하는 CFD 기반 형상 최적화 연구

밸브 내부 유동의 비정상·국소 유동으로 발생하는 캐비테이션을 CFD와 유동 가시화 기반으로 정량 평가하고, 형상 변수를 최적화하여 기계적 손상 위험을 저감하는 연구

밸브 트림의 복잡한 유로에서 방향 전환이 급격히 발생하면 국소 캐비테이션이 형성되어 기계적 손상 위험으로 이어질 수 있습니다. 본 연구는 CFD 해석으로 vapor volume fraction 기반의 캐비테이션 발생 구역을 규정하고, 캐비테이션 위험 영역 대비 발생 비율로 정량화합니다. 이후 최적화 설계 변수를 적용하여 플러그 형상과 개도에 따른 유동특성 및 다상 거동을 함께 개선합니다. 또한 유동 가시화 시험에서 이미지 그래디언트 등 처리로 실험 지표를 추출하여 해석 결과를 검증하는 절차를 수행합니다.