전산유체역학15 직접 수치 모사 (DNS, Direct Numerical Simulation) 오늘은 직접 수치 모사 (DNS, Direct Numerical Simulation)에 관하여 알아보자. DNS는 난류 유동에 사용되는 방정식인데, 가장 작은 난류 에디와 가장 빠른 변동까지 포착하기 위해 충분히 세밀한 격자망과 충분히 작은 시간 간격으로 시간 변화의 해를 직접 구하는 방법이다. Reynolds와 Moin and Mahesh는 DNS의 하기와 같이 잠재적 이점을 설명하였다. 1. DNS를 통해 유동 내 임의의 지점에서의 난류의 자세한 속성, 난류의 수송 및 에너지 편성을 정확히 계산할 수 있게 한다. 이것은 새로운 난류 모델의 개발과 검증에서 유용하게 사용되고 있다. DNS 해석 결과에 무료로 접근하여 데이터를 취할 수 있는 사이트도 나타나고 있다. 2. 실험으로 측정 불가능한 순간 유동.. 2022. 9. 14. CFD의 경계조건 오늘은 경계조건에 대해서 알아보자. 모든 CFD의 문제들은 초기조건과 경계조건에 의해서 정의된다. 사용자가 이런 것들을 바르게 정하고 수치 알고리즘에서 그 역할을 이해하는 것이 중요하다. 과도문제에서 모든 유동 변수에 관한 초기값들은 유동 영역의 모든 점에서 명시되어야 한다. CFD 코드에서 관련된 데이터 배열을 초기화하는 것 외에는 특별한 점이 없기 때문에 초기조건에 대해서는 자세히 이야기하지 않고 추후 이야기하도록 하겠다. 대표적인 경계조건은 다음과 같다. 1.입구 2. 출구 3. 벽 4. 정해진 압력 5. 대칭 6. 주기성 격자를 구성할 때 물리적 경계를 둘러싸는 추가적인 절점들을 만드는데, 계산은 내부 절점들에 대해서만 수행한다. 이런 배치에서 두 가지 주목할 특징은 1, 물리적인 경계가 스칼라적.. 2022. 9. 12. 중심차분법의 이산화기법 오늘은 중심 차분법의 이산화기법의 특성에 관하여 알아보자. 대류와 확산이 공존하는 문제에서 어떤 경우에는 위글과 같은 현상이 발생하여 중심 차분법이 실패하므로 이산화 기법의 특성에 대해 깊은 고찰이 필요하다. 이론적으로 격자수가 무한히 많으면 사용한 차분법과 상관없이 해석 결과는 수송 방정식의 엄밀해와 구별하기 어렵다. 하지만 실제 해석에서는 유한개의 격자를 사용하므로, 이산화 기법이 다음의 기본 특성을 가질 때만 해석 결과가 물리적으로 타당하다. 가장 중요한 특성들은 보존성, 유계성, 수송성이다. 먼저 보존성은 유한개의 검사 체적에 대해 대류-확산 방정식을 적분하면, 검사 체적 면을 통과하는 물리량 a의 플럭스를 포함한 일련의 이산화 보존 방정식을 얻는다. 풀고자 하는 계산영역 전체에 걸쳐 a의 보존을.. 2022. 9. 10. Large Eddy Simulation(LES)를 위한 경계조건 오늘은 LES를 위한 초기 조건과 경계조건에 대해 알아보도록 하자. LES 계산에서는 비정상 Navier-Stokes 방정식을 풀기 때문에 적절한 초기 조건과 더불어 경계조건들이 필요하다. 초기조건을 잡는 방법은 정상유동의 경우, 유동의 초기 상태는 정상상태에 도달할 때까지의 시간을 결정한다, 따라서 질량 보존을 만족하며 적절한 난류 레벨 혹은 스펙트럴 내용을 갖는 가우스의 무작위 변동이 포함된 것을 초기조건으로 설정한다. 만약 시간-종속적인 유동의 전개가 초기 상태에 따라 달라진다면 초기조건은 보다 정확하게 지정할 필요가 있다. 벽면 조건의 경우, 만약 LES를 필터링한 Navier-Stokes 방정식을 벽면까지 적분한다면 점착 조건이 적용되며, y+ 2022. 9. 8. 이전 1 2 3 4 다음