[전산역학]전산유체역학 CFD

소개

전산유체역학에 관한 쉽게 설명해 놓은 자료입니다. 참고 하세요

목차

1. 기본 개념
1.1 서론
1.2 보존 원리
1.3 질량 보존
1.4 운동량 보존
1.5 스칼라 양의 보존
1.6 방정식의 무차원화
1.7 단순화된 수학적 모델
1.8 유동의 수학적인 분류
2. 수치해석의 기본
2.1 유체역학 문제의 해법
2.2 CFD란 무엇인가?
2.3 수치해석의 가능성과 한계성
2.4 수치해석 방법의 요소
2.5 수치 해법의 성질
2.6 이산화 방법
3. 유한 차분법
3.1 서론
3.2 기본 개념
3.3 1차 미분의 근사화
3.4 2차 미분의 근사화
3.5 혼합형 미분의 차분화
3.6 다른 항들의 차분화
3.7 경계 조건의 부여
3.8 스펙트럴 방법 소개
3.9 산술 방정식 시스템
3.10 이산화 오차
3.11 예제 문제
4. 유한 체적법
4.1 서론
4.2 면적 적분의 근사화
4.3 체적 적분의 근사화
4.4 내삽법(interpolation)
4.5 지연 수정법(deferred correction)
4.6 경계 조건의 처리
4.7 산술 방정식 시스템
4.8 예제 문제

본문내용

◦ 유체는 그 분자적 구조상 외부로부터의 전단력을 지탱할 수 없는 물질이다; 극히 작은 전단력도 유체를 변형시킬 수 있다.
◦ 대부분의 경우, 유체는 연속체로 취급된다.
◦ 유체유동은 외부로부터의 힘의 작용에 의해 만들어진다. 외부로부터의 힘에는 표면력(압력, 전단력, 표면장력 등)과 체적력(중력, 회전력 등)이 있다.
◦ 유체의 물성치; 밀도, 점도, 표면장력 계수, 비열비 등.
◦ 유동에는 극한적인 가정에 따라 여러 가지 형태가 있다.
∙ creeping flow; 점도가 매우 높거나, 유속이 매우 낮거나, 또는 대표길이가 매우 작을 때의 유동으로서, 이 때는 관성력은 점성력에 비해 무시할 만큼 작아진다. 즉, 레이놀즈 수(=대표길이대표유속/동점성계수)가 0에 가까운 유동이다.
∙ 층류(laminar flow); 레이놀즈 수가 그렇게 크지 않은 경우로서, 유체입자가 매끄러운 궤적을 따라 이동하는, 즉 유체의 층과 층 사이가 분명히 구분되는 형태의 유동을 말하며, 앞의 creeping flow도 이에 포함된다.
∙ 난류(turbulent flow); 레이놀즈 수가 충분히 큰 경우로서, 유체입자가 무질서하게 움직이는 형태의 유동이다. 층류에서 난류로 넘어가는 과정을 천이(transition)라고 한다.
∙ 비압축성 유동(incompressible flow); 유체의 밀도가 일정하거나 그 변화를 무시할 만한 유동을 말한다. 마하 수(=대표유속/음속)가 0.3 이하인 유동을 일반적으로 비압축성 유동이라 한다.
∙ 압축성 유동(compressible flow); 마하 수가 0.3 이상인 유동을 압축성 유동이라 말한다. 압축성 유동중에서도 마하 수가 1보다 작으면, 아음속(subsonic), 1보다 크면 초음속(supersonic) 유동이라 부른다. 마하 수가 5보다 크면 특별히 극초음속(hypersonic) 유동이라 한다.
∙ 비점성 유동(inviscid flow); 점성의 효과를 무시할 수 있는 유동으로서, 일반적으로 높은 레이놀즈 수의 유동에서 경계층 바깥의 지역은 거의 비점성 유동으로 취급할 수 있다.

참고자료

· 없음