전기 용융로(ESF)의 전극부 아크 -용선 간 상호작용 모사

초록

본 연구에서는 전극부의 아크 거동을 모사한 직류 전기 용융로 모델에 다상 유동 모델(Volume Of Fluid, VOF)을 결합하여 플라즈마 아크와 용선 간 열유동 상호작용을 모사할 수 있는 다물리모델(Multiphysics model)을 개발하였다. 자기유체역학(MHD)과 다상열유동의 커플링을 통해 실시간으로 변화하는 전자기장 및 유도전류를 예측함과 동시에 로렌츠힘에 의해 발달되는 플라즈마 젯과 용선 간의 열전달을 모사하였다. 이후 VOF를 통해 용선의 탕면을 추적하여 플라즈마 젯이 용선과 충돌해 생기는 공동(Cavity)을 시각화 하였다. 이로 인한 아크 ? 탕면 간의 상호작용을 분석하고 여러 조업조건(예: 인가전류, 아크 길이)에 따른 영향을 조사하였다.