다종물질이송 전산해석기법을 이용한 양돈사 환기 분석
Analysis of Ventilation Performance in Pig Houses using CFD of Multi-Species Transport
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초록
한국의 경제 발전에 따라 양돈 사업의 규모가 커지고 대단지화 되면서, 생산성 향상과 높은 품질을 충족시키기 위해 축사시설의 체계적인 관리가 요구되고 있다. 그러나 효율성을 위해 밀집된 구조에서는 종종 여름철에 공기의 질이 나빠지고 온도가 높아지는 등의 문제를 일으킬 수 있다. 돼지는 저산소 및 고온에 매우 취약하기 때문에 생산성을 높이기 위한 환기 유지는 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학(CFD, computational fluid dynamics)을 이용하여 환기 시스템의 문제점 및 개선 사항을 분석하는 방법을 제안하였다. 유한체적법(FVM, finite volume method) 기반의 fluent 프로그램이 사용되었고 난류 모델로 RNG standard 모델을 사용하였다. 환기 시스템의 효율적인 설계를 위해 실제 단층의 단순 구조 양돈사와 다층의 대형 양돈사를 대상으로 다종물질이송(multi-species transport) 해석기법을 이용하여 환기 효율 및 성능을 분석하였으며, 개선된 시스템의 유동순환이 원활하게 이루어짐을 확인하였다.
Abstract
Pig industries have been growing both in size and volume with economic progress in Korea. For the higher productivity to satisfy larger demands, the pig farms have been built as larger complexes even in multi-story manners; however, the compact structure of the pig farms often causes problems such as bad air quality and higher temperature during summer. Since the pigs are very vulnerable to low oxygen and high temperature, it is crucial to maintain air quality and temperature to obtain higher productivity. In this study, we proposed a method using CFD(computational fluid dynamics) to analyze ventilation system and improvements. FVM(Finite-volume method) was employed and RNG standard equation was used for the turbulence model. For efficient design of ventilation systems, multi-species transport was used for a simple and a multiple layered pig house to analyze the ventilation efficiency and performance. The results show the effectiveness of the improved system and also demonstrated the capability of qualitative evaluation of stagnation region.
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