가스 폭발, 고체 화약 폭발 등 초음속의 급격한 연소 반응(Detonation)에 대한 전산유체역학(CFD) 해석 기술에 대한 소개 자료입니다. CFD를 이용한 폭발 시뮬레이션은 물리 모델링, 수치 해석, 계산 자원 등의 면에서 상당한 어려움이 있습니다. 물리 모델링 측면에서는 수 μm~mm의 반응 영역과 수 m~수십 m의 폭발 영향 범위라는 극단적 스케일 차이, 충격파와 폭굉파(detonation) 전후의 급격한 밀도/온도/ 수치 해석 측면에서는 충격자 캡처 기법, 고차 정확도 기법, 폭발물과 주변 매질의 경계면 추적 기법, 복잡한 화학반응 모델이 필요합니다. 계산 자원 측면에서 충격파와 반응 영역에 극단적 격자 세분화가 필요하여 전체 격자 수가 폭발적으로 증가하며, 작은 격자 크기와 빠른 속도는 매우 작은 시간 간격이 필요하기 때문에 넥스트폼은 이와 같은 어려움을 극복하고 가스 폭발과 고체 화약 폭발 등 초음속 연소(Detonation) 현상을 고해상도로 분석할 수 있는 CFD 해석 코드를 개발하였습니다. 폭발 폭발 해석은 μm 단위의 반응 영역부터 m 단위의 전체 폭발 범위까지 매우 넓은 스케일을 다뤄야 하는데, 이를 위해 옥트리(Octree) 기반의 이방성 적응 격자(Anisot 해석 정확성을 위해 3차 이상의 ENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory) 공간 이산화 기법과 Runge-Kutta 시간 적분을 적용하여 충격파와 경계면 추적에는 Level-set과 Ghost Fluid 기법을 활용해 경계 조건 처리의 정밀도를 높였으며, 병렬 계산에서는 Dynamic Load Balancing을 통해 대규모
CFD를 이용한 폭발 시뮬레이션은 물리 모델링, 수치 해석, 계산 자원 등의 면에서 상당한 어려움이 있습니다.
물리 모델링 측면에서는 수 μm~mm의 반응 영역과 수 m~수십 m의 폭발 영향 범위라는 극단적 스케일 차이, 충격파와 폭굉파(detonation) 전후의 급격한 밀도/온도/
수치 해석 측면에서는 충격자 캡처 기법, 고차 정확도 기법, 폭발물과 주변 매질의 경계면 추적 기법, 복잡한 화학반응 모델이 필요합니다.
계산 자원 측면에서 충격파와 반응 영역에 극단적 격자 세분화가 필요하여 전체 격자 수가 폭발적으로 증가하며, 작은 격자 크기와 빠른 속도는 매우 작은 시간 간격이 필요하기 때문에
넥스트폼은 이와 같은 어려움을 극복하고 가스 폭발과 고체 화약 폭발 등 초음속 연소(Detonation) 현상을 고해상도로 분석할 수 있는 CFD 해석 코드를 개발하였습니다. 폭발
폭발 해석은 μm 단위의 반응 영역부터 m 단위의 전체 폭발 범위까지 매우 넓은 스케일을 다뤄야 하는데, 이를 위해 옥트리(Octree) 기반의 이방성 적응 격자(Anisot
해석 정확성을 위해 3차 이상의 ENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory) 공간 이산화 기법과 Runge-Kutta 시간 적분을 적용하여 충격파와
경계면 추적에는 Level-set과 Ghost Fluid 기법을 활용해 경계 조건 처리의 정밀도를 높였으며, 병렬 계산에서는 Dynamic Load Balancing을 통해 대규모