무격자 수치기법 개발 연구

유체 역학의 지배 방정식인 네비어-스톡스 방정식은 비선형 쌍곡 편미분 방정식으로 일반해를 구하는 것이 어렵기 때문에 전산 유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 이용하여 수치해를 구해야 한다. 컴퓨터의 성능이 점점 향상됨에 따라 다차원의 비정상 유 동과 같은 복잡한 유동 해석까지도 가능하게 되었다. 

그러나 현재까지 주로 사용되고 있는 유한체적법을 기반으로 하는 수치 기법들은 복잡한 유동 해석 시, 격자 생성 등의 계산준비 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 그러나 무격자 해석 기법은 격자를 필요로 하지 않고 절점 데이터 만을 이용하는 특성으로 인해 격자를 생성하는 번거로움이 없고, 격자생성을 위한 전처리 작업이 필요 없기 때문에 복잡한 형상에서도 빠르게 수치 해석을 할 수 있다. 특히 불규칙한 절점에 있어서도 강건하 게 수치 해석을 수행하며, 움직이는 절점에 대응하는 적응성도 좋다는 장점이 있다. 

반면 충격파 전후 유동에서 수치적 불안정성이 생기는 문제를 무격자 해석 기술에서 해결하는 연구는 아직 미흡한 부분이 많은데, 본 연구에서는 충격파를 포함하는 압축성 유동에서도 빠르면서 안정적이고 높은 정확도를 가지는 무격자 수치 기법을 개발을 목표로 하고 있다.

무격자 기법을 통한 무장 분리 시뮬레이션