Pseudo-compressibility 방법에서 이상유동 해석을 위한 Level Set 방법의 적용 = Level Set Method Applied On Pseudo-compressibility Method for the Analysis of Two-phase Flow

Abstract

Level Set 방법을 사용하여 액체와 기체의 서로 다른 상을 함께 해석하는 연구를 수행하였다. Level Set 함수는 상의 경계면에서부터 부호를 갖는 거리함수로 정의되며, 계산 격자에서 함수 값의 부호에 따라 각 상을 구분하고 물성치를 부여한다. 본 논문에서는 비압축성 유체의 보존식에 Level Set 함수의 이동식을 연계하여 이상유동을 모사하는 지배방정식을 구성하였으며, 이를 pseudo-compressibility 방법으로 함께 풀었다. 이 때 다양한 문제에 적용이 가능하도록 일반 곡선 좌표계에서 식을 유도하였고, 수치해석을 위한 행렬식들을 함께 유도하였다. 개발된 해석 코드를 표면장력이 있는 기포 동역학 문제와 수중익에 의한 파도 발생 문제에 적용하여 타당한 결과를 얻을 수 있었다. = In order to analyze incompressible two-phase flow, Level Set method was applied on pseudo-compressibility formulation. Level Set function is defined as a signed distance function from the phase interface, and gives the information of the each phase location and the geometric data to the flow. In this study, Level Set function transport equation was coupled with flow conservation equations, and owing to pseudo-compressibility technique we could solve the resultant vector equation iteratively. Two-phase flow analysis code was developed on general curvilinear coordinate, and numerical tests of bubble dynamics and surging wave problems demonstrate its capability successfully.