다차원 압축성 유동 해석을 위한 MLP 기법의 개발

Abstract

본 논문에서는 불연속면이 포함된 다차원 유동에서 흔히 발생하는 수치적 진동현상을 막기 위해 기존의 TVD 제한자를 분석함으로써 새로운 형태의 다차원 제한 함수를 유도하였다. MLP 기법은 유도된 다차원 제한 함수를 기반으로 하며, 다차원 불연속면에서의 수치 진동을 효과적으로 제거하고 동시에 3차 이상의 공간 정확도 내삽기법과 함께 사용할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 정상 유동의 경우 수치 진동이 제거됨으로써 수렴성이 향상됨을 확인할 수 있었고, 실제 코드에 적용하는 방법도 간단하다. MLP 기법을 적용함으로써 불연속 유동 뿐 만 아니라 연속 유동에서도 정확성, 효율성, 강건성 면에서 향상된 결과를 얻을 수 있음을 여러 가지 수치 실험을 통하여 확인하였다. Through the analysis of conventional TVD limiters, a new multi-dimensional limiting function is derived for an oscillation control in multi-dimensional flows. Then, Multi-dimensional Limiting Process (MLP) is developed with the multi-dimensional limiting function. The major advantage of MLP is to prevent oscillations across a multi-dimensional discontinuity, and it is readily compatible with more than 3rd order spatial interpolation. Moreover, MLP shows a good convergence characteristic in a steady problem and it is very simple to be implemented. Through numerical test cases, it is verified that MLP substantially improves accuracy, efficiency and robustness both in continuous and discontinuous flows.