OpenFOAM을 활용한 공개 선형 잠수함 저항 성능 해석

초록

본 연구는 오픈소스 전산유체역학(CFD) 해석 프로그램인 OpenFOAM을 활용하여 공개 선형 잠수함인 DARPA SUBOFF(AFF-8)의 저항 성능 및 반류장 수치 해석을 수행하였다. 해석 기법으로는 RANS와 DES 기법을 적용하였으며, 다양한 상대 유속 조건에서 실험 결과와의 비교를 통해 해석의 정확도를 검증하였다. 해석 결과, RANS 기법은 상대적으로 적은 계산 자원을 사용함에도 오차 범위 ±5% 이내의 양호한 저항 예측 성능을 보였다. DES 기법은 계산 소요가 RANS 대비 약 3배지만 저속일 때의 저항 및 반류장 예측에서 실험값과 더욱 높은 일치성을 나타내었다. 또한, 세일(Sail) 주위에서 발생하는 말발굽 와류(Horseshoe vortex)와 같은 복잡한 국부 유동 구조를 성공적으로 재현할 수 있었다.

키워드