수치지형도 이용한 CFD전처리자동화 & 오염물질 확산 시뮬레이션 전산유체역학(CFD)을 이용하여 오염물 확산을 분석하기 위해, 수치지형도를 이용하여 형상과 격자를 생성하는 전처리 과정을 자동화했습니다. 모든 과정은 오픈소스 소프트웨어를 이용하여 수행되었으며, 개발된 소프트웨어를 활용한 분석 사례들을 제시합니다. 전처리 과정은 지형 및 건물 정보를 불러오고, 3차원 형상을 만들고, 격자를 구성하는 단계로 구성됩니다. 형상 정보 : 국토지리정보원에서 API 형식으로 제공하는 수치지형도는 지리 정보 시스템(GIS)의 표준 형식을 따릅니다. 오픈소스 QGIS 프로그램용 Python 라이브러리인 Os 지형 형상 생성 수치지형도에서 3차원 표면 격자를 생성하기 위해 다음 단계를 수행합니다. 등고선 데이터 불러오기
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디스펜싱 유동해석 기술 개발
디스펜싱 유동해석 기술 개발 디스펜싱 공정을 해석하기 위한 솔버를 개발하고 검증하였습니다. 다상유동 해석은 VOF 기법을, 노즐의 이동은 overset 기법을 사용하였습니다. 개발 항목들은 다음과 같습니다. 가변 점도 물성 모델링, 온도에 따른 점도 모델 구현 : 비뉴턴유체 해석을 위해 Arrhenius type power law를 사용하여 온도에 따른 점도 모델을 구현벽면의 중력
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고정도 파랑 생성을 위한 난류모델 개발
고정도 파랑 생성을 위한 난류모델 개발 RANS 난류 모델을 사용하여 파랑 생성 CFD 해석을 수행할 경우 해석 시간이 지남에 따라 파고가 점점 감쇠하는 파고 감쇠 현상이 발생합니다. 이 문제를 해결하기 위해 자유수면 Density-modified 방법은 OpenFOAM에서 비압축성 다상유동 해석 시 strictly incompressible 가정으로 인해 소거되는 밀도에 의한 효과를 보정한 난 개발된 모델의 검증을 위해 2차원 규칙파(Stokes 5th) 해석과 3차원 규칙파 중 원형 실린더 wave run-up 해석을 수행하여, 파고 감쇠 현상이 효과적으로 억제되는 것 관련 논문 – RANS 난류 모델이 원형 실린더 주위 wave run-up에 미치는 영향에 관한 연구
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라이저 와류기 진동
라이저 와류기 진동 DES 난류모델을 이용한 3차원 cylinder vortex shedding 해석 결과입니다. Surge와 sway 운동은 탄성스프링으로 지지하고 나머지 운동은 구속시킨 문제입니다. solver : pimpleDyMNFoam, openfoam5 turbulence model : dynamicKEqn & kOmegaSSTDES Re = 3900 &am
오염물질 확산 시뮬레이션
전산유체역학(CFD)을 이용하여 오염물 확산을 분석하기 위해, 수치지형도를 이용하여 형상과 격자를 생성하는 전처리 과정을 자동화했습니다.
모든 과정은 오픈소스 소프트웨어를 이용하여 수행되었으며, 개발된 소프트웨어를 활용한 분석 사례들을 제시합니다.
전처리 과정은 지형 및 건물 정보를 불러오고, 3차원 형상을 만들고, 격자를 구성하는 단계로 구성됩니다.
형상 정보 : 국토지리정보원에서 API 형식으로 제공하는 수치지형도는 지리 정보 시스템(GIS)의 표준 형식을 따릅니다. 오픈소스 QGIS 프로그램용 Python 라이브러리인 Os
지형 형상 생성
수치지형도에서 3차원 표면 격자를 생성하기 위해 다음 단계를 수행합니다.
등고선 데이터 불러오기
디스펜싱 공정을 해석하기 위한 솔버를 개발하고 검증하였습니다. 다상유동 해석은 VOF 기법을, 노즐의 이동은 overset 기법을 사용하였습니다.
개발 항목들은 다음과 같습니다.
가변 점도 물성 모델링, 온도에 따른 점도 모델 구현 : 비뉴턴유체 해석을 위해 Arrhenius type power law를 사용하여 온도에 따른 점도 모델을 구현벽면의 중력
RANS 난류 모델을 사용하여 파랑 생성 CFD 해석을 수행할 경우 해석 시간이 지남에 따라 파고가 점점 감쇠하는 파고 감쇠 현상이 발생합니다. 이 문제를 해결하기 위해 자유수면
Density-modified 방법은 OpenFOAM에서 비압축성 다상유동 해석 시 strictly incompressible 가정으로 인해 소거되는 밀도에 의한 효과를 보정한 난
개발된 모델의 검증을 위해 2차원 규칙파(Stokes 5th) 해석과 3차원 규칙파 중 원형 실린더 wave run-up 해석을 수행하여, 파고 감쇠 현상이 효과적으로 억제되는 것
관련 논문 – RANS 난류 모델이 원형 실린더 주위 wave run-up에 미치는 영향에 관한 연구
DES 난류모델을 이용한 3차원 cylinder vortex shedding 해석 결과입니다.
Surge와 sway 운동은 탄성스프링으로 지지하고 나머지 운동은 구속시킨 문제입니다.
solver : pimpleDyMNFoam, openfoam5 turbulence model : dynamicKEqn & kOmegaSSTDES Re = 3900 &am