공동(Cavity)
개요
- 본 예제는 3차원 천음속 공동(Cavity) 유동 해석을 위한 격자 생성 예제이다.
- 풍동 내부에 공동 모델이 있으며 다음 논문에 있는 형상이다.
Numerical Simulation of High-Speed Turbulent Cavity Flows, G.N.Barakos, S.J.Lawson, R.Steijil, P.Nayyar, Flow Turbulence Combust, 2009
형상(Geometry)
형상은 주어진 7개의 stl 파일을 사용한다.
아래쪽의 [불러오기(import)] 버튼을 눌러 7개의 stl 파일을 선택한다.
공동 모델과 원방 경계면의 6개 면으로 구성된다. 체적의 이름을 Cavity로 바꾼다. 마우스 오른쪽 버튼으로 [편집(Edit/View)]을 선택해서 각 면들의 이름을 다음과 같이 바꾸어 준다.
- Visualization_Toolkit_generated_SLA_file_surface : right
- Visualization_Toolkit_generated_SLA_file_surface1 : forward
- Visualization_Toolkit_generated_SLA_file_surface2 : down
- Visualization_Toolkit_generated_SLA_file_surface3 : left
- Visualization_Toolkit_generated_SLA_file_surface4 : up
- Visualization_Toolkit_generated_SLA_file_surface5 : wall
- Visualization_Toolkit_generated_SLA_file_surface6 : back
격자를 조밀하게 생성할 영역에 육면체를 만든다. 공동 부분과 모델의 벽면 근처에 다음과 같이 2개의 육면체를 만든다.
[추가(Add)] 버튼을 누르면 나타나는 창에서 [육면체(Hex)]를 선택하고 다음과 같이 설정한다.
- Name : Hex_1
- Type : None
- MIn. : (1.75 1.1 -0.2)
- Max. : (2.5 1.3 0.1)
만들어진 Hex_1_surface 면을 마우스 오른쪽 버튼으로 선택하고 [편집(Edit/View)] 버튼을 눌러 [유형(Type)]을 [없음(None)]으로 바꾸어 준다.
다시 한번 [추가(Add)] 버튼을 누르면 나타나는 창에서 [육면체(Hex)]를 선택하고 다음과 같이 설정한다.
- Name : Hex_2
- Type : None
- MIn. : (1 1 0)
- Max. : (3 1.5 0.05)
만들어진 Hex_2_surface 면을 마우스 오른쪽 버튼으로 선택하고 [편집(Edit/View)] 버튼을 눌러 [유형(Type)]을 [없음(None)]으로 바꾸어 준다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
영역(Region)
위쪽의 (+) 아이콘을 눌러 영역을 만든다. 그래픽 창에 연두색으로 나타나는 선의 교차점을 마우스로 계산영역 내부에 위치시킨다. [추가(Add)] 버튼을 누르면 설정이 완료된다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
배경 격자(Base Grid)
격자수를 36, 24, 26으로 설정한다. [생성(Generate)] 버튼을 누르면 배경 격자가 생성된다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
격자세분화(Castellation)
Surface/Feature 세분화
[Surface/Feature 세분화]에서 공동(cavity)의 격자 레벨을 설정한다. (+) 아이콘을 누르고 다음과 같이 설정한다.
- 면 격자 세분화(Surface Refinement)
- 최소 레벨(Minimum Level) : 2
- 최대 레벨(Maximum Level) : 2
- 특징선 세분화 레벨(Feature Edge refinement Level) : 2
- 면(Surfaces) : wall
공간 세분화(Volume Refinement)
두 개의 육면체에 대한 설정이다.
[공간 세분화(Volume Refinement)]의 (+) 아이콘을 누르고 Hex_1에 대해 다음과 같이 설정한다.
- 볼륨 격자세분화 레벨(Volume Refinement Level) : 5
- 볼륨(Volume) : Hex_1
다시 한번 (+) 아이콘을 누르고 Hex_2에 대해 다음과 같이 설정한다.
- 볼륨 격자세분화 레벨(Volume Refinement Level) : 4
- 볼륨(Volume) : Hex_2
나머지 설정은 디폴트를 사용하고 [분할(Refine)] 버튼을 누른다. 완료되면 아래 그림과 같이 격자를 확인할 수 있다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
형상구현(Snap)
[특징 스내핑(Feature Snapping)]의 [피처 스냅 방법(Feature Snap Type)]을 [implicit]으로 설정한다.
나머지 설정은 디폴트를 사용하고 [형상구현(Snap)] 버튼을 누른다.
작업이 끝나면 [다음단계(Next)] 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.
경계층 격자(Boundary Layer)
[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) : wall
[고급설정(Advanced Configuration)]은 디폹트 값을 사용한다.
[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.