비정렬 격자에서의 단조유선 상류차분법을 이용한 비압축성 유동의 유한요소 해석

Abstract

비정렬 삼각형 격자를 이용한 비압축성 유동장의 해석이 가능하도록 단조유선 상류차분법을 유한요소법에 맞게 제안하였다. 제안된 상류차분법의 정확도를 높히기 위하여 격자선의 정렬과 대류항의 혼합방법을 제시하고 검증하였다. 제안된 상류차분법은 정상, 비정상 문제를 통하여 타당한 해를 줌을 검증하였고 격자선 정렬과 대류항의 혼합방법은 본 상류차분법의 정확도를 높이는 데에 기여함이 증명되었다. 본 연구의 알고리즘으로 수직으로 진동하는 실린더에서의 강제 열전달을 해석하였는데 그 동안 난류효과로 알려졌던 고진폭, 고주기에서의 열전달증가가 본 층류해석에서도 나타나는 것으로 보아 난류의 영향이 아닌 것으로 판단되었다. 이 조건에 대하여 근사방법을 이용하여 해석해 본 결과 고진폭, 고주기에서의 열전달 증가는 실린더의 상대속도 증가에 의한 것임이 밝혀졌다.