병렬계산기법을 이용한 선체주위 점성유동장의 LES해석

Abstract

The large-eddy simulation(LES) technique,based on a message passing interface method(MPI),was applied to investigate the turbulent flow phenomena around a ship. The Smagorinski model was used in the present LES simulation to simulate the turbulent flow around a ship. The SPMD(sidsngle program multiple data) technique was used for parallelization of the program using MPI. All computations were performed on a 24-node PC cluster parallel machine, composed of 2.6 GHz CPU, which had been installed in the Advanced Ship Engineering Research Center(ASERC). Numerical simulations were performed for the Wigley hull, and the Series 60 hull(CB=0.6) using 1/4-, 1/2-, 1- and 2-million grid systems and the computational results had been compared to the experimental ones.1. 서 론최근의 컴퓨터데이터처리속도의 급속한 발달로 인하여 실생활의 주변에서 발생하는 여러 가지 복잡한 유동현상을 전산유체역학(Computational fluid dynamics)의 도움을 얻어 수치해석 및 컴퓨터시뮬레이션을 통하여 구현하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 조선공학의 경우 자유수면 위를 항주하는 선박에 대하여 연구한다는 특수성으로 인하여 많은 조선공학자들이 전산유체역학에 관심을 가지고 있으며, 전산유체역학을 선박의 건조에 도입하여 우수한 성능을 가지는 선박을 개발하고자 노력하고 있다. 선박에 작용하는 저항성분은 크게 점성저항성분과 조파저항성분으로 구분할 수 있는데, 고속의 특수선을 제외한 대부분의 선박의 선체에 미치는 저항은 점성에 의한 저항성분이 지배적이며, 이와 같은 저항성분들을 해석하기 위한 선체주위 유동해석기법으로는 유체를 점성이 없는 이상유체라 가정하고 유동을 해석하는 포텐셜유동해석기법과 Navier-Stokes방정식을 풀어서 유동을 해석하는 점성유동해석기법으로 나뉜다.