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NTIS 바로가기EDISON SW 활용 경진대회 논문집. 제2회(2013년), 2013 Apr. 17, 2013년, pp.354 - 359
이주용 (충북대학교 토목공학부) , 김현우 (충북대학교 토목공학부) , 이승수 (충북대학교 토목공학부)
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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풍환경 전산해석은 어떤 순서로 진행되는가? | Bluff Body 주위의 유동장 해석을 다루는 많은 전산 해석 기술이 연구되어 왔지만, 복잡한 구조물 주위 유동장 해석이 야기하는 어려움으로 주로 실험에 의한 연구가 진행되어 왔다. 건물들 주위의 풍환경 전산해석은 먼저 격자 생성 이후에 유한체적법, 유한요소법 또는 유한차분법과 같은 방법에 의한 지배방정식의 이산화가 이뤄지고 이후 적절한 수치해법을 이용하여 유속 및 압력을 구하는 순서로 진행된다. 만일 유동장의 기하학적 경계가 관유동이나 채널과 같이 상대적으로 단순한 경우에는 격자들의 직교성을 유지하는 것이 어렵지 않으나, 통상의 풍환경 분석이 요구되는 건물이나 고저 변화가 있는 지형을 고려한 유동장의 경우 매우 복잡하여 격자 생성 자체가 큰 주제를 차지하기도 한다. | |
도시의 풍환경 전산 해석과 같이 복잡한 유동장 경계를 갖는 경우에 2차원 층류유동에서 가상경계법을 이용한 해석을 수행한 결과는 어떠한가? | 해석 대상으로는 경계층에 위치한 세 개의 직사각형 물체 주위의 유동장으로 물체 사이에 형성된 공동 내부는 도시 협곡(urban canyon)을 나타낸다. 해석 결과는 이전의 실험 결과와 비교하여 좋은 일치를 나타내었으며, 물체의 간격 변화에 따라 앞에 위치한 물체의 지붕에서 발달한 경계층의 효과가 후면에 형성된 공동 내부 유동장에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구는 3차원 유동 및 난류 유동을 포함하여 확장될 예정이며 도시 건물 주위의 풍환경 해석 기술 개발에 적용될 예정이다. | |
유동장의 이산화를 위하여 이용되는 방법으로는 무엇이 있는가? | 유동장의 이산화를 위하여 이용되는 방법은 우선 첫 번째로 전통적으로 지금까지 사용되어 오고 있는 경계사상접근방법 (boundary conforming approach)으로 물체-맞춤격자(body-fitted grid)가 있는데, 격자 생성의 전처리 프로그램의 발달로 이전보다 물체-맞춤 격자를 생성하는데 편리해졌지만, 물체와 현상이 복잡해질수록 수치 해석의 난이도와 오차가 증가한다. 두 번째로는 비용과 효율측면에 있어 효과적인 경계비사상접근방법(non-boundary conforming approach)으로 구조 격자를 사용하는데 일반적으로 격자와 경계가 일치하지 않아, 경계효과를 위해서 셀-절단방법(cut-cell method)(1)과 가상경계법(immersed boundary method)(2,3)이 있다. 가상경계법에서는 유동장 내의 물체를 실제 물체라기보다는 유체 운동 방정식에 운동량 보정(momentum forcing)을 추가하여 물체면 경계조건을 만족하도록 함으로써 물체의 경계를 구분한다. |
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