VIC (Vortex-In-Cell) 방법을 이용한 평판의 단일 미세 기포 유동 해석을 위한 선행연구

Abstract

본 연구에서는 미세기포를 이용한 마찰저항 감소 효과를 규명하기 위한 선행연구로 삼차원 평판의 단일 기포 유동을 해석하는 기법을 제시한다. 미세기포를 이용한 기존의 저항감소 기법들의 기술 동향을 분석하고 기존의 연구결과를 통해 본 연구에서 채택하려는 방법의 실용성을 검토하였다. 또한, 3차원 미세기포 유동해석을 하기 위해서 선행연구로 2차원 날개 단면에서 단일 기포 유동을 계산하였다. 해석기법으로는 Lagrangian 방법을 사용하여 유동장과 기포의 운동 및 거동 해석을 수행한다. 이 방법은 기존의 연구 방법인 Eulerian 방법과는 달리, 와도, 기포와 같은 기본 요소들을 입자로 지정하기 때문에 격자계를 필요호 하지 않는 특징이 있다. 따라서 유체의 운동보다 상당히 빠르게 운동하는 기포의 운동을 잘 기술할 수 있다. 유동장은 VIC (Vortex-In-Cell) 방법을 적용한 Lagrangian vortex 방법을 사용하였다. 기포의 거동은 Newtons 2nd Law 를 이용하고 기포의 반경변화는 Rayleigh-Plesset 방정식으로 해석하였다. 이번 연구를 바탕으로 앞으로 다중 기포와 난류유동 특성을 포함하는 연구를 진행할 것이다.려는 방법의 실용성을 검토하였다. 또한, 3차원 미세기포 유동해석을 하기 위해서 선행연구로 2차원 날개 단면에서 단일 기포 유동을 계산하였다. 해석기법으로는 Lagrangian 방법을 사용하여 유동장과 기포의 운동 및 거동 해석을 수행한다. 이 방법은 기존의 연구 방법인 Eulerian 방법과는 달리, 와도, 기포와 같은 기본 요소들을 입자로 지정하기 때문에 격자계를 필요호 하지 않는 특징이 있다. 따라서 유체의 운동보다 상당히 빠르게 운동하는 기포의 운동을 잘 기술할 수 있다. 유동장은 VIC (Vortex-In-Cell) 방법을 적용한 Lagrangian vortex 방법을 사용하였다. 기포의 거동은 Newtons 2nd Law 를 이용하고 기포의 반경변화는 Rayleigh-Plesset 방정식으로 해석하였다. 이번 연구를 바탕으로 앞으로 다중 기포와 난류유동 특성을 포함하는 연구를 진행할 것이다.