융복합기술연구소 논문집 (Journal of Institute of Convergence Technology)

한국교통대학교 융복합기술연구소 (Institute of Convergence Technology)
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진동하는 원통 비정상 공력해석을 위한 OpenFoam OverSet격자 활용

Application of an Opensource OpenFoam for Unsteady Aerodynamics Analysis of an Oscillating Cylinder

  • 김군홍 (한국교통대학교 항공.기계설계학과) ;
  • 한철희 (한국교통대학교 항공.기계설계학과)
  • Kim, GunHong (Department of Aeronautical Mechanical Design and Engineering, Korea National University of Transportation) ;
  • Han, Cheolhuei (Department of Aeronautical Mechanical Design and Engineering, Korea National University of Transportation)
  • 투고 : 2021.11.01
  • 심사 : 2021.11.22
  • 발행 : 2021.11.30
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초록

2차원 유동장내 수직 진동하는 원통의 Von Karman 와열 유동 현상에 대한 진동 주파수 계산 문제는 진동하는 물체의 비정상 공력 해석 연구 검증에 많이 사용하는 고전적 방법이다. 본 연구에서는 오픈소스 OpenFoam 기반의 중첩격자 기법을 사용하여 층류 유동장내의 수직방향 진동하는 원통 주변의 비정상 유동 현상과 원통 벽면에서의 공력 특성 변화를 해석하기 위한 일련의 해석 단계들과 결과를 타 연구그룹과 비교하였다. 원통 형상과 진동에 의한 와열 유동의 주기적 유동 특성과 복잡성 해석의 건전성을 확보하기 위하여 격자와 시간제어에 대한 해의 정확도에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 수행한 해석 방법은 일관성과 신뢰성 있는 해석 결과들 보여주었으며, 향후 보다 실제적인 진동하는 에어 포일의 비정상 공력 해석 연구에 적용 가능함을 확인하였다.

키워드

과제정보

이 논문은 2018년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업 (No. 2018R1D1A3B07050384)으로 관계자 여러분께 감사드립니다. 그리고 본 논문 내용에는 2021년도 항공우주시스템공학회 추계학술대회 발표 논문에 대하여 추가 연구결과들이 수록되었습니다.

참고문헌

  1. E. Guilmineau & P. Queutey, "A numerical simulation of vortex shedding from an oscillating circular cylinder", Journal of Fluids and Structures, vol. 16, no. 6, pp. 773-794, 2002. https://doi.org/10.1006/jfls.2002.0449
  2. D.K. Kim & H.C. Choi, "Immersed boundary method for flow around an arbitrarily moving body", Journal of Computational Physics, vol. 212, pp. 662-680, 2006. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2005.07.010
  3. D.S. Lee, M.Y. Ha, S.J. Kim & H.S. Yoon, "Application of Immersed Boundary Method for Flow Over Stationary and Oscillating Cylinders", KSME Int. J., vol. 20, no. 6, pp. 849-863, 2006.
  4. A. Y. Christensen, "Analysis of Vortex Induced Motions for Floating Wind Turbines", Master Thesis in Marine Technology, Norwegian University of Science and Technology, Spring 2019.
  5. H. Jasak. "Dynamic Mesh Handling in OpenFOAM", 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including The New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 5-8 January 2009, Orlando, Florida.
  6. https://www.openfoam.com/
  7. D.D.J. Chandar & V.B.L. Boppana, "A Comparative Study of Different Overset Grid Solvers Between OpenFOAM, STAR-CCM+ and ANSYS-Fluent", 2018 AIAA Aerospace Sciences Meeting, 8-12 January 2018, Kissimmee, Florida.
  8. D. Chandar. "On overset interpolation strategies and conservation on unstructured grids in OpenFOAM", Computer Physics Communications, vol. 239, pp. 72-83, June 2019. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2019.01.009
  9. 김군홍, 한철희, "OpenFoam의 OverSet격자를 사용한 진동하는 실린더 비정상 공력해석", 항공우주시스템공학회 2021년 추계학술 대회