격자 볼츠만법을 이용한 2차원 단일 기포 시뮬레이션

Abstract

격자볼츠만법(Lattice Boltzmann Method; LBM)는 유체의 흐름을 격자를 따라 이동하는 가상 입자를 분포 함수로서 표현하는 방법이다. LBM은 기존의 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics; CFD)에 비해 이산화가 간단하고 병렬 연산에 용이하며 유체역학적 문제를 해결함에 있어 가장 최신 방식이라고 할 수 있다. 공동현상(Cavitaiton)은 유체의 흐름 속에서 발생하는 압력 차이에 의해 발생하는 것으로 공동현상이 붕괴되면서 발생하는 초고압 초소형 제트는 조선산업을 비롯하여 유체가 사용되는 수 많은 산업현장에서 해결해야하는 문제이다. 본 논문에서는 LBM에 대한 소개를 비롯하여 LBM을 이용한 2차원에서의 단일 기포 공동현상을 시뮬레이션 하고 기포와 고체 경계면과의 거리에 따른 기포 형태의 변형을 파악하였다. | The Lattice Boltzmann Method is an approach to fluid dynamics as particles movement according to special lattice with distribution function. LBM is easy to explicit and parallelize to compute compare with the computational fluid dynamics what solve Navier-Stokes equation. The cavitation is a cavity caused by density differences in fluid. Cavitation collapse generates high pressure-micro bubble jet what is an big issue in Industrial field where linked with fluid including naval architecture and ocean engineering. This paper will introduce the LBM and analysis for 2D single bubble cavity simulation by various distance differences near solid boundary.