중첩 격자계와 morphing기법을 사용한 유체-구조 연성 결과 분석

초록

본 연구는 유체-구조 연성(FSI) 해석을 위해 형상이 변하는 물체주위의 격자를 변형할 때 중첩 격자계와 morphing기법을 사용하여 결과를 분석하였다. 대상물은 실린더와 뒷면에 붙은 판으로 구성되어있는 benchmark model이다. 비압축성 층류유동에서 실린더에 의해 교란된 유체는 판에 영향을 주게 되고 탄성을 가진 판은 일정한 주기를 가지며 움직이게 된다. 이로 인하여 유체 해석을 수행할 때 시간에 따라 물체와 물체 주위의 격자가 수시로 변해야 한다. 따라서 moving grid방법 중 하나인 morphing 방법을 사용하여 물체와 물체 주위의 격자가 함께 움직이도록 하였다. 그리고 overset을 사용하여 물체를 포함하는 격자에만 morphing방법을 적용하여 격자의 변형을 최소화 하는 방법을 사용하여 이에 따른 해석 결과를 비교하였다. 물체의 표면 격자는 두 방법 모두 동일하도록 하여 구조 해석과 일관성 있는 연동이 되도록 하였다. Drag, lift, x-displacement, z-displacement의 결과 값을 비교하였고, 상이한 결과가 발생하는 원인에 대하여 분석하였다.