전산유체역학을 이용한 부화기 내부 공기 유동 분석 및 설계 = Analysis and Design of Air Flow in Hatching Machines Using Computational Fluid Dynamics

국문 초록 (Abstract)

종란의 성공적인 부화를 위해서는 발육 기간 동안 부화에 맞는 최적의 환경을 유지 시켜주는 것이 중요하다. 종란은 자신의 체온을 스스로 조절할 수 없어 부화기 내부의 공기 온도는 37.8℃를 유지 시켜주어야 하며 적정 온도를 유지 시켜주지 못하게 되면 병아리품질 및 닭의 생산성에 영향을 미칠 수 있다. 하지만 현재 국내 부화기는 종란 부화에 맞는 최적의 환경을 유지 시켜주지 못해 해외 부화기에 비해 부화율이 많이 낮은 실정이다. 부화율 향상을 위한 최적의 부화기 설계를 위해서는 부화기 내부 환경에 대한 많은 데이터를 바탕으로 설계가 이루어져야 한다. 하지만 현장실험은 시간적 공간적 어려움 및 많은 비용과 인력이 소비되고 데이터 측정의 한계가 존재한다. 본 연구에서는 현장실험의 한계를 극복하기 위해 전산유체역학 (CFD, Computational Fluid Dynamics)를 이용하여 부화기 내부 공기유동 특성을 분석하고자 하였다. 대상 부화기는 ㈜대상키우미시스템의 KHS-576 부화기를 모델링 하였다. 부화기 내부 공기 유동 특성 분석을 위해 종란 트레이 간격 및 각도에 따라 여러 상황에서의 공기 유동 분석을 진행하였다. 종란 트레이는 격자의 퀄리티 및 연산시간의 경제성의 문제로 종란 전체를 모델링 할 수 없어 종란 트레이의 압력 강하량을 측정하여 Porous Media로 적용하였다. 부화기 내부 순환 팬은 Mesh Motion대신 MRF (Moving Reference Frame)기법을 활용하였다. Porous Media와 MRF(Moving Reference Frame)를 적용하여 연산에 대한 시간적 비용 감소 및 정확한 데이터를 측정하였고 부화기 내부 공기 유동 특성을 분석하였다. 본 연구를 통해 부화율을 높일 수 있는 최적의 부화기 설계를 진행하였다. 본 연구결과를 바탕으로 향후 최적의 부화기 운영 및 설계 방안을 제시할 수 있을 거라 판단된다.