압축성 유동 해석을 위한 무격자 기반의 질점계 적응 기법

Abstract

본 논문은 무격자 기반의 3차원 유동 해석 프로그램에 압축성 유동 효과를 포착할 수 있는 기준을 통하여 질점계 적응을 적용하기 위한 기법에 대해 연구한 논문이다. 질점계 적응은 다음 과정을 반복함으로써 적용한다. 첫째, 기존의 질점계에서의 수렴해를 바탕으로 각 점에서 질점계 개선을 위한 기준을 설정한다. 본 논문에서는 속도에 대한 curl과 divergence를 통하여 압축성 효과와 전단 효과를 포착하기 위한 기준을 인용하였다. 둘째, 기준을 충족하는 질점을 탐색하여 주위 질점을 개선한다. 셋째, 개선한 질점계를 이용하여 다시 유동 해석을 실시한다. 이때, 질점계 적응을 위한 기준을 in-house 코드 기반의 무격자 프로그램에 적용하기 위해 최소제곱법을 사용하였고, 질점계 적응 기법을 검증하기 위해 마하수 2의 초음속 영역에서의 3차원 Sphere의 유동 해석 케이스를 통하여 질점계 적응 기법의 정확성 향상 효과를 확인하였다. 또한 기존 질점계 적응 기법의 한계인 1 iteration 당 1 level 적응을 극복하기 위해 질점 거리의 기준을 정리하여 1 iteration 당 여러 level의 적응이 가능하도록 개선하였고, 개선된 질점계 적응 기법의 적용을 통해 기존의 질점계 적응 기법보다 효율성이 향상됨을 확인하였다.