Fluidyn-MP
Fluidyn은 프랑스의 Fluidyn社에서 개발된 소프트웨어로, 멀티피직스 모듈인 Fluidyn-MP는 다중 물리학적 연동 현상들을 시뮬레이션 하는데 일반적으로 사용되는 수치 플랫폼입니다. FluidynMP는 유체, 유체-구조연성해석, 복합열전달, 화학반응, 다공질 매체, 다상유동, 진동음향, 희박기체역학에 적용할 수 있습니다. Fluidyn의 적용분야는 원자력, 국방, 건축, 중공업, 조선해양, 항공분야에 솔루션을 가지고 있으며, 스크램젯 유동, 제트냉각, 배관(내부유동, 응력, 유체유발진동), 여과 집진장치, 화학반응기, 연료전지, 공력탄성문제, 펌프, 건물, 화재, 폭발, 다리진동, 댐붕괴, 탱크파열, 슬로싱, 지진, 열수력 문제등의 솔루션을 가지고 있습니다.
Fluidyn-MP 구성모듈
Fluidyn-MP는 전처리기(Fluidyn-CAE)와 솔버 및 후처리기(Fluidyn-CHT, Fluidyn-NS, Fluidyn-FSI)로 나눌 수 있습니다. 그 이외에 추가로 Acoustics, CAF(Coupled Acousitc Fluid), Electromagnetics, DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)를 할 수 있는 멀티피직스 솔루션입니다.
Fluidyn-MP를 이용한 해석 수행절차
Fluidyn-MP는 크게 CAE, CADGEN, 그리고 MP-GUI로 구성이 되어있습니다. CAE에서 CAD자체생성이나 상용CAD파일을 불러올 수 있으며, Mesh 생성은 CADGEN에서 수행하게 됩니다. 자체 Fluidyn Mesher도 가지고 있으며, 다른 상용 Mesher과 호환성을 가집니다. CAE에서 전처리 기능들인 문제정의, 물성치정의, 경계조건을 생성하게 됩니다. MP-GUI는 생성된 Mesh를 불러오기, 그룹핑(노드, 면, 엘리먼트), 솔버 파라미터 정의, 솔버제어, 그리고 후처리를 수행합니다.
FSI-MP-NS
Fluidyn-MP-NS는 유동해석을 위한 모듈로서, Finite Volume Method를 이용하고, 10개 이상의 다른솔버를이용합니다. 비뉴턴유체, 반응성 유동, 2상유동 및 다상유동에 대한 해석을 수행하게 됩니다. 증기분리기의 경우, 2상유동에 대한 것으로 물과 증기를 분리하기 위한 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다. 드리프트 플럭스모델은 부력 때문에 생기는 이동을 고려하기 위해서 수행합니다. 초기의 완전한 도메인은 증기로 채워져 있다고 가정하고, 도메인에 물과 증기의 부피비를 각각 0.5씩 입력했을 때 물과 증기의 분리에 대한 시뮬레이션을 확인할 수 있습니다.
Fluidyn-MP-FSI
Fluidyn-MP-FSI는 유체-구조연성해석을 위한 모듈로 유체는 유한볼륨법을 이용하고, 구조는 유한요소법을 이용합니다. 반복시 구조와 유체의 경계조건을 교환하게되며, 자동으로 재격자를 생성하게 됩니다. 열교환기의 진동 및 구조응력의 경우, 유체와 구조의 연성작용으로, 내부의 유동에 의해 진동이 발생하고, 와류생성 효과를 확인할 수 있으며, 열유동에 의한 구조물 응력을 확인할 수 있습니다.
Fluidyn-MP-DSMC
Fluidyn은 Graeme Bird교수와 협업으로 2상유동부터 자유분자운동까지 가스의 모든 유동흐름에 대한 기체희박역학에 대한 소프트웨어를 개발했습니다. 이모듈은 터보분자펌프의 모델링을 위해서 개발된 전용모듈인데, Fluidyn-TURBO2V와 Fluidyn-TURBO3V로 나누어집니다. Fluidyn-TURBO2V는 압축단계의 블레이드형상 최적화를 위한 다단 2D 모델링에 이용이 되고, Fluidyn-TURBO3V는 압축단계의 다단 3D DSMC모델링에 이용이 됩니다. Navier-Stokes slip wall은 낮은 크누센수에서 희박기체역학 모델링을 하게 되며, 전체 펌프성능을 모델링은 Navier-Stokes와 DSMC의 연성해석을 통하여 구현할 수 있는데, 블레이드 표면에 생기는 수분에 의한 Cavitation해석을 수행할 수 있습니다.
