Abstract

ê³ ì •ëœ ê²©ìžì‹œìŠ¤í œì—ì„œ 임의형상의 불투과 경계를 갖는 물체와 ìœ ì²´ì™€ 연성해석이 가능한 IB(Immersed Boundary)법이 개발 된 이후로 다양한 CFD 모델에서 IB법의 활용이 ì¦ê°€í•˜ê³ ìžˆë‹¤. 기존의 IB법의 대부분은 구조물의 경계면에서 ì‚°ì •ë˜ëŠ” ìœ ì²´ë ¥ìœ¼ë¡œë¶€í„° ìˆ˜ì¹˜ì ìœ¼ë¡œ 경계조건을 만족시키는 directing-forcing법이나 구조물 내부에 ê°€ìƒì €ì„ 위치시켜 보간을 통해 경계조건을 만족시키는 ghost-cell법들로 ì•Œê³ ë¦¬ì¦˜ì´ 복잡하다. 본 연구에서는 ê³ ì •ëœ ê²©ìžì‹œìŠ¤í œì—ì„œ 가동물체형 구조물 해석이 가능함과 더불어 3차원으로의 확장도 용이한 SIB(Simplified Immersed Boundary)법을 ì œì•ˆí•˜ì˜€ë‹¤. 본 연구에서 ì œì•ˆí•œ SIB법은 각 상(phase)의 밀도함수가 국소질량의 중심과 함께 이동하는 것으로 ê°€ì •í•œ ë‹¨ì¼ìœ ì²´ëª¨ë¸(one-field model for immiscible two-phase fluid)을 기초로 하였다. 또한 이동하는 ê³ ì²´ìƒíƒœì˜ 구조물을 취급하기 위해 ê³ ì²´ì˜ 밀도함수를 이용한 ì²´ì ê°€ì¤‘í‰ê· ë²•ì„ ì ìš©í•˜ê³ , 수치확산을 방지하기 위해 이류계산에는 CIP법을 ì ìš©í•˜ì˜€ë‹¤. ì œì•ˆëœ SIB법의 해석성능을 ê²€í† í•˜ê¸° 위해 ìžìœ ìˆ˜ë©´ìœ¼ë¡œ 낙하하는 물체에 대한 수치모의를 수행하였다. 수치해석결과는 ìžìœ ìˆ˜ë©´ìœ¼ë¡œ 낙하하는 물체를 양호하게 재현하였다. 핵심용어: SIB법, Directing-forcing법, Ghost-cell법, ì²´ì ê°€ì¤‘í‰ê· ë²•, CIP법

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