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CFD

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Immersed Boundary Method - 3. Equations of Motion 앞선 글에서 action $S$를 최소화하기 위해서 변분 $\wp S$를 유도하였고, 이 변분의 제약인 $dJ/dt=0$을 라그랑지안 좌표계에서 그대로 다루는 것이 어렵기때문에 라그랑지안 좌표 $\mathbf{X}$의 변분 $\wp \mathbf{X}$에 대응하는 pseudo-velocity $\mathbf{v}$를 도입하여서 incompressibility가 오일러리안 좌표계에서$$\nabla \cdot \mathbf{v} = 0$$와 같이 표현될 수 있음까지 유도하였다. 이제 라그랑지안 변수의 적분으로 표현된 $\wp \mathbf{S}$를 오일러리안 변수를 도입하여서 나타낼 준비가 된 것이다. 라그랑지안 변수를 오일러리안 변수로 표현하는데 Dirac 델타 함수를 사용하는데, 먼저 다음의 두 식은 쉽..
Immersed Boundary Method - 2. Principle of Least Action과 Incompressibility 지난 글의 힘과 에너지의 관계에 이어서, 이번에는 이런 힘이 가해질 때 실제 물체[여기서는 비압축성 탄성체]가 어떻게 움직이는지를 소개하는 Equations of motion이다. 힘이 가해질 때 운동을 기술하는 방법이 몇 가지 있을 수 있는데, 그거는 살짝 뒤에 소개하기로 하고 먼저 비압축성 탄성체라는 말을 수학적으로 표현하면서 시작한다. Material의 label을 나타내는 라그랑지안 좌표계 $(q,r,s)$에서 $\mathbf{X}(q,r,s,t)$가 그 label에 해당하는 실제 점의 물리적 위치일 때, 라그랑지안 좌표 공간에서 다음과 같은 구간에 의해 bound되는 아주 작은 직육면체를 생각하자.$$\left[q, q+dq \right] \times \left[r, r+dr \right] \t..
Immersed Boundary Method - 1. 간단한 힘과 에너지의 관계 나는 유체-구조 상호작용[Fluid-Structure Interaction, FSI] 시뮬레이션을 주로 하고 있는데, 이는 간단하게 말하면 유체와 고체를 동시에 수치해석하는 것이다. 이를 위해서는 당연히, 유체 격자와 고체 격자가 각각 필요할 것이고, 유체 격자와 고체 격자 사이에서 유속, 변위, 힘 등의 변수를 주고받게 할 수 있는 수치적 전략이 필요하다. 이러한 전략 중에 가장 쉽게 떠올릴 수 있는 것은 흐르는 유체와 변형하는 고체[여기서는 특히 탄성체] 사이의 경계가 정확히 보장되도록 고체의 움직임에 맞게 유체 격자도 움직여주는 것이다. 이 방법을 Arbitrary Lagrangian Eulerian [ALE]라고 하고, 아래의 그림은 ALE로 시뮬레이션한 결과의 일부이다. 빨간색이 고체 도메인이..
Windows 10에 OpenFOAM 설치 OpenFOAM은 CFD 해석에 사용될 수 있는 소프트웨어로, 이름에서 대충 예상할 수 있듯이, open-source라서 무료인 게 가장 큰 장점 중 하나이다.OpenFOAM을 설치하겠다고 마음을 먹었으면 사실 OpenFOAM이 뭐고, CFD가 뭐인지 정도는 알 것이기 때문에 설명은 이 정도로 하고 바로 설치를 시작하면, https://www.openfoam.com/ OpenFOAMOpenFOAM - Official home of The Open Source Computational Fluid Dynamics (CFD) Toolboxwww.openfoam.com  사실은 이 홈페이지에 들어가서 상단 메뉴 중 Download -> Windows 를 들어가서 시키는 대로만 하면 별 문제 없이 설치가 될 것이..