무격자 기반 질점계 적응 단계 단축 기법 개발

Abstract

초음속 유동의 문제에서 정확한 해석을 위해서는 충격파 위치에 많은 질점이 모여있어야 한다. 이것은 많은 질점 적응 단계를 요구한다. 질점 적응 단계를 감소시키기 위하여 질점 적응 시 충격파 영역의 옥트리 셀을 추가 분할하여 충격파 위치에 질점이 더 많이 생기도록 하였다. 충격파 위치의 판단을 위해서 압력 구배 방향의 마하수가 1이 되는 지점을 찾았고, 추가로 압력 구배를 이용한 필터를 사용하였다. 압력 구배를 이용한 필터는 격자 크기나 문제에 상관없이 사용할 수 있는 필터를 제시하였다. 적응 기법은 압축성 탐지자를 이용하여 적응이 필요한 위치의 옥트리 cell을 한 번만 나누는 방법과 추가로 충격파 위치를 2번 나누는 방법을 비교하였다. 충격파 위치의 옥트리 cell을 2번 분할하는 방법이 초음속 문제에서 더 효율적임을 확인하였다. 하지만 아음속 문제에서 적응 단계에 따라 충격파 위치가 변해 문제가 생기는 것도 확인하였다.

For an accurate solution in CFD at supersonic region, a substantial number of grid points should form at the shock wave location. This requires grid point adaptation to be performed over several cycles.. To reduce the cycle of point adaptation, octree cells at shock wave region were further subdivided in one cycle, allowing more grid points to form around the shock wave location. To determine the shock wave location, the point where the Mach number in the direction of pressure gradient becomes 1 was identified. Additionally, a filter using pressure gradient was applied. This pressure gradient-based filter was proposed to be adaptable regardless of grid size or problem. Two adaptive techniques were compared: one dividing the octree cell only once at the required position using a compressiblility detector, and the other additionaly dividing the octree cell at shock wave position twice. It was confirmed that the method of dividing the octree cell at the shock wave location twice was more efficient for the supersonic problem. However, it was also observed that issues arise in the subsonic problem due to changes in the shock wave location based on the adaptive stages.