직교격자를 이용한 유동 해석 기법 개발

Abstract

복잡한 형상을 가지는 물체에 대해 생성된 적응직교격자를 이용하여 2차원과 3차원에 대해 비점성 유동해석을 하기 위한 유동해석자를 개발하였다. 직교 격자를 이용하여 유동해석을 실시하게 되면 기존의 격자 생성법보다 복잡한 물체에 대해 쉽고 빠르게 격자를 생성할 수 있다는 장점이 있다. 또한 직교격자의 경우 유동장을 하나의 격자로 생성시킨 뒤 반복적으로 분할함에 따라 자동으로 격자를 생성할 수 있는 장점 또한 가지고 있다. 본 해석자는 격자중심의 유한체적법으로 이산화하며, 풍상차분법으로 Euler방정식을 해석하였다. Roe의 FDS를 이용하여 플럭스를 연산하며 2차 정확도를 가지기 위해 선형 재구성방법(Linear Reconstruction)을 사용하였다. 한편 초기격자 생성은 물체를 중심으로 격자를 생성하며, 초기격자를 이용하여 해석결과를 얻게 된다. 이후 얻어진 해석해의 구배를 이용하여 격자적응을 실시하게 되는데 이를 통해 좀 더 정확한 유동특성을 확인하게 된다. 본 연구에서는 압력구배와 전속도구배를 이용한 방법을 격자적응의 기준으로 각각 사용하였다. 여러 수치기법을 이용하여 개발된 유동해석자는 이론치와 실험치 그리고 비정렬격자계를 이용한 결과 등과 비교하였으며, 전반적으로 정확한 결과를 나타내고 있음을 확인할 수 있다.