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개요
S.R. Ahmed는 단순화된 자동차 모형을 이용해 후방 경사각에 따른 유동 구조의 변화를 실험을 통해 관찰하였다. 이후 이 문제는 자동차 외부 공력해석의 검증용으로 많이 사용되고 있다. 이 예제에서는 후방 경사각도가 25°인 형상에 대해 외부유동 해석을 위한 격자를 만든다.
ref : S.R. Ahmed, G. Ramm, Some Salient Features of the Time-Averaged Ground Vehicle Wake, SAE-Paper 840300, 1984
형상(Geometry)
형상은 주어진 ahmed.stl 파일을 사용한다.
아래쪽의 [불러오기(import)] 버튼을 눌러 ahmed.stl을 선택한다.
형상 파일을 읽으면 다음과 같이 창이 나타난다.
자동차의 외부유동 해석을 위해 원방 경계를 생성한다.
[추가(Add)] 버튼을 누르면 나타나는 창에서 [Hex6]를 선택하고 다음과 같이 설정한다.
- Name : Hex6_1
- Type : None
- MIn. : (-4.5 -0.05 0)
- Max. : (10 5 3)
좌우 대칭 형상이기 때문에 +z 방향으로 절반만 격자를 만들기 위해 최소 z 좌표를 0으로 준다.
이후 생성된 면들의 이름을 다음과 같이 변경한다.
- Hex6_1_xMin → inlet
- Hex6_1_xMax → outlet
- Hex6_1_yMin → wall
- Hex6_1_yMax → sky
- Hex6_1_zMin → left_side
- Hex6_1_zMax → right_side
격자 크기를 조밀하게 적용할 영역을 지정하기 위해, [추가(Add)] 버튼을 눌러 육면체(Hex)를 추가한다.
- Name : Refinement1
- Type : None
- MIn. : (-0.6 -0.05 0)
- Max. : (1 0.4 0.27)
[형상(Geometry)]에 Refinement1_surface이 생긴다. 이 면을 선택하고 마우스 오른쪽 버튼으로 편집을 누른다. [유형(Type)]을 [없음(None)]으로 바꿔준다.
다시 한 번 [추가(Add)] 버튼을 눌러 육면체(Hex)를 추가한다.
- Name : Refinement2
- Type : None
- MIn. : (-0.9 -0.05 0)
- Max. : (1.7 0.6 0.5)
[형상(Geometry)]에 Refinement2_surface이 생긴다. 이 면을 선택하고 마우스 오른쪽 버튼으로 편집을 누른다. [유형(Type)]을 [없음(None)]으로 바꿔준다.
최종 형상은 다음과 같다.
[다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
영역(Region)
위쪽의 (+) 아이콘을 눌러 영역을 만든다. 그래픽 창에 연두색으로 나타나는 선의 교차점을 마우스로 이동하여 차량 외부에 위치시킨다. [추가(Add)] 버튼을 누르면 설정이 완료된다.
[다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
배경격자(Base Grid)
[Hex6 사용(Use Hex6)]를 선택하고 격자수를 100, 35, 20으로 설정한다. [생성(Generate)] 버튼을 누르면 배경 격자가 생성된다.
[다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
격자세분화(Castellation)
[설정(Configuration)]과 [고급설정(Advanced)]는 디폴트 조건을 사용한다.
차량 주변의 육면체 Refinement1, Refinement에 대한 격자 분할을 정의한다.
[공간 세분화(Volume Refinement)]의 (+) 아이콘을 누르고 Refinement1에 대해 다음과 같이 설정한다.
- 그룹이름(Group Name) : Refinement1
- 볼륨 격자세분화 레벨(Volume Refinement Level) : 5
- 볼륨(Volume) : refinement1
다시 한번 (+) 아이콘을 누르고 Refinement2에 대해 다음과 같이 설정한다.
- 그룹이름(Group Name) : Refinement2
- 볼륨 격자세분화 레벨(Volume Refinement Level) : 3
- 볼륨(Volume) : refinement2
병렬연산을 하고 싶다면 메뉴의 [병렬연산(Parallel)]-[환경설정(Environment)]를 클릭하고, [코어수(Number of Cores)]에 원하는 값을 입력한다.
[분할(Refine)] 버튼을 눌러 격자세분화를 진행한다.
[다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
형상구현(Snap)
디폴트 설정을 그대로 사용하고 형상구현(Snap) 버튼을 누른다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
경계층 격자(Boundary Layer)
차량에 경계층 격자를 만든다.
[설정(Configuration)]의 (+) 아이콘을 눌러 [설정(Setting)]을 추가하고 다음과 같이 설정한다.
- 경계층 레이어 개수(Number of Layers) : 5
- 경계층 격자 높이 설정 방법(Thickness Model Specification) : 첫번째 레이어 높이와 증가율(First and Expansion)
- 높이 지정 방법(Size Specification) : 상대값(relative)
- 첫번째 레이어 높이(First Layer Thickness) : 0.1
- 증가율(Expansion Ratio) : 1.2
- 최소 전체 높이(Min. Total Thickness) : 0.3
- 경계면(Boundary) : nose1, nose2, nose3, nose5, rear, side, slant, top, leg, bottom
[적용(Apply)] 버튼을 눌러 경계층 격자를 만든다.
최종적으로 생성된 격자는 다음과 같다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
내보내기(Export)
[BaramFlow 프로젝트로 내보내기(Export as BaramFlow project)] 버튼을 눌러 원하는 위치에 격자를 내보낸다.