차분격자볼츠만법에 ALE모델을 적용한 이동물체 주위의 흐름 및 유동소음의 수치모사

Abstract

In this paper, flowfield and acoustic-field around moving bodies are simulated by the Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) formulation in the finite difference lattice Boltzmann method. Some effects are checked by comparing flow about a square cylinder in ALE formulation and that in the fixed coordinates, and both agree very well. Matching procedure between the moving grid and fixed grid is also considered. The applied method in which the both grids are connected through buffer region is shown to be superior to moving overlapped grid. Dipole-like emissions of sound wave from harmonically vibrating bodies in two- and three-dimensional cases are simulated.격자 볼츠만 법(LBM)은, 이산적인 속도 분포를 갖는 입자의 분포 함수의 시간 발전을 계산하는 것에 의하여 유체 운동을 시뮬레이션 한 것으로, 근래 그 응용 분야가 넓어지고 있으며, 많은 연구 (McNamara and Zanetti, 1988) 및 해설서 (Rothman and Zaleski, 1997; Tsutahara et al., 1999)도 출판되게 되었다．일반적으로 격자 볼츠만 법에 있어서 격자는 흐름의 등방성을 유지하기 위해, 2 차원 계산에서는 육각형 격자 및 정방형 격자가, ３ 차원 계산에서는 입방체 격자가 이용된다. 이러한 이유 때문에 임의 형상의 물체에 대해서는, 경계상의 분포 함수를 근접의 격자점에서 내삽을 이용한 수법이 취해진다. 또 이동물체 주위의 흐름에 대해서도, 시간 스텝마다 동일한 내삽에 의하여 분포 함수를 구하는 방법 (Lallemand and Luo, 2003)을 이용한다.