CFD와 입자추적기법을 이용한 카펫용 Upright 청소기 브러시의 집진효율 해석 = Analysis of Cleaning Efficiency for Brush of Carpet Upright Cleaner Using CFD and Particle Tracking Method

국문 초록 (Abstract)

카펫용 upright 청소기 브러시 내부에는 카펫의 먼지를 제거하기 위해 고속으로 회전하는 agitator가 있다. 먼지를 제거하기 위해 agitator가 고속으로 회전하므로 큰 소음 발생하고 브러시 내부 유동을 복잡해져 카펫용 청소기의 집진율이 낮은 문제점을 가지고 있다. CFD와 입자추적기법을 사용해 문제의 원인을 분석해서 청소기의 집진율을 향상시킬 수 있는 대안을 제시하는 것이 본 연구의 목표이다. 먼저 브러시 내부의 유동을 해석해 그 결과를 분석해 문제점을 발견하였고, 대안을 제시하기 위해 집진율에 영향을 주는 각각의 설계 factor를 변화시키면서 연구를 수행했다. 설계 factor인 agitator의 회전 속도, 브러시 내부 벽면 형상, 출구의 각도를 변화시켜서 해석한 결과를 분석해 방해 요소를 최소화시켜 집진율을 향상시킬 수 있는 새로운 청소기 모델을 제시하였다. 이 연구는 향후 카펫용 청소기의 집진율 향상에 관한 연구에 입자추적기법과 상호 연결된 설계 factor를 변화시켜 경향성을 파악하는 해석 방법이 신뢰성이 있음을 보여 준다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 2. 해석 방법 3
• 2.1 해석 대상 3
• 2.2 회전하는 실린더 주변의 유동 4
• 2.3 해석 조건 7
• 3. 결과 및 고찰 10
• 3.1 브러시 내부 유동 10
• 3.2 내부 유동에 의한 방해 요소 12
• 3.3 Agitator의 회전속도에 따른 집진율 14
• 3.4 브러시 내부 벽면 형상에 따른 집진율 17
• 3.4.1 50mm case 18
• 3.4.2 120mm case 20
• 3.5 출구형상 변화에 따른 집진율 22
• 3.5.1 Wide more case 23
• 3.5.2 Wide case 25
• 3.6 분석결과 요약 27
• 3.7 해결 방안 28
• 4. 결론 30