DOI QR코드

DOI QR Code

Analysis of Flow Field Including Bodies Steadily Moving Around the Free-surface by FLUENT-VOF Method

FLUENT-VOF법을 이용한 자유수면 부근을 정속으로 움직이는 물체주위 유동해석

  • Kim, Tae-Yoon (Div. of Naval Architecture and Ocean Systems Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Hyun, Beom-Soo (Div. of Naval Architecture and Ocean Systems Engineering, Korea Maritime University)
  • 김태윤 (한국해양대학교 조선해양시스템공학부 대학원) ;
  • 현범수 (한국해양대학교 조선해양시스템공학부)
  • Published : 2008.03.01

Abstract

VOF method is known as one of the most effective numerical techniques handling two-fluid domains of different density simultaneously. Present study deals with the numerical analysis of flow field around bodies steadily moving near free-surface using FLUENT-VOF method. Validations were made by applying to three typical examples ; 2-D submerged hydrofoil, 3-D surface piercing body and container ship. It was found that the commercial software, FLUENT, is useful in practical use, and VOF method is capable of handling free-surface around moving bodies although discussions are limited to the analysis in qualitative sense.

VOF법은 유체 체적 비율을 통해 밀도가 다른 두 유체를 한꺼번에 계산할 수 있는 수치해석 기법이다. 상용 CFD프로그램의 VOF옵션을 이용하여 자유수면 부근에서 정속으로 움직이는 물체 주위의 수치해석을 시도하였다. 검증 대상으로는 물 속에 잠겨있는 2차원 날개, 자유수면을 수직으로 관통하는 3원 날개, 그리고 컨테이너 선형이 사용되었다. 검증 결과 정도의 차이는 있지만 상용 코오드의 범용성을 어느 정도 확인할 수 있었고 자유수면 유동장을 모사하는데 VOF법이 무난히 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김우전, 반석호, 신명수, 김도현 (1999), "대형 고속 특수선 유체 성능 핵심 기술 개발(III) ; 유체 성능 해석 시스템 개발(II)", 한국해양연구소 선박해양공학분소 연구보고서.
  2. 김진, 박일룡, 김광수, 반석호(2005), "KRISO 컨테이너 및 VLCC 선형에 대한 RANS 시뮬레이션", 대한조선학회 논문집, 제 42권, 제 6호, pp. 593-600. https://doi.org/10.3744/SNAK.2005.42.6.593
  3. 김태윤(2008), "VOF법을 이용한 선박저항성능의 수치해석 ; 상선 및 수퍼요트에의 응용", 한국해양대학교 대학원 졸업논문
  4. 박일룡, 김우전, 김진, 반석호(2005), "VOF법의 자유수면 포착정도 향상을 위한 연구", 대한조선학회 논문집, 제 42권, 제 2호, pp. 88-97. https://doi.org/10.3744/SNAK.2005.42.2.088
  5. 박종진, 정세민, 이영길, 이승희, 홍성완(1995), "자유수면 아래서 전진하는 수중익 주위의 점성유동 해석", 대한조선학회 논문집, 제 32권, 제 3호, pp. 72-82.
  6. 반석호, 임근태, 김우전, 김도현, 윤현세, 엄주열(1997), "3600TEU급 컨테이너선 모형주위의 유동 계측", 대한조선학회 추계학술대회 논문집, pp.300-304.
  7. 반석호, 김우전, 김도현(2000), "KRISO 3600TEU 컨테이너 모형 주위의 국부유동 계측에 관한 연구", 대한조선학회 논문집, 제 37권, 제 3호, pp. 1-10.
  8. Duncan, J. H.(1983), "The breaking and non-breaking wave resistance of a two-dimensional hydrofoil", Journal of Fluid Mechanics, Vol. 126, pp. 507-520. https://doi.org/10.1017/S0022112083000294
  9. Metcalf, B., Longo, J., Ghosh, S., and Stern, F.(2006), "Unsteady Free-Surface Wave-Induced Boundary-Layer Separation for Surface-Piercing NACA 0024 Foil: Towing Tank Experiments", Journal of Fluids and Structures, Vol. 22, pp.77-98. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2005.09.004
  10. Rhee, S. H., Makarov, B. P., Krishinan, H. and Ivanov, V.(2005), "Assessment of the Volume of Fluid Method for Free Surface Wave Flow", Journal of Marine Science and Technology, Vol. 10, pp.173-180. https://doi.org/10.1007/s00773-005-0205-2
  11. Rhee, S. H. and Skinner, C.(2005), "Unstructured Grid Based Navier-Stokes Solver for Free-Surface Flow around Surface Ships", Preprints of CFD Workshop Tokyo 2005, pp. 474-479.
  12. Zhang, Z. J. and Stern, F.(1996), "Free-Surface Wave- Induced Separation", Journal of Fluids Engineering, Vol. 118, pp. 546-554 https://doi.org/10.1115/1.2817793

Cited by

  1. Analysis of Ship Squat in Confined Water Using CFD vol.48, pp.4, 2011, https://doi.org/10.3744/SNAK.2011.48.4.317