주요 CAE 소프트웨어 소개
유동 해석 소프트웨어, ESPER
■ 개발 및 자료 제공 : 넥스트폼, 070-8796-3019, http://www.nextfoam.co.kr
ESPER(에스퍼)는 오픈소스 프로그램인 OpenFOAM 기반의 선박 전산유동 해석 전용 솔버이다. 선박을 이용한 대표적인 전산수치 해석 문제들인 프로펠러 단독성능(POW), 저항 해석(Resistance), 자항 해석(Self Propulsion)을 수행할 수 있다. 솔버의 수렴성과 안정성이 개선된 비압축성 단상유동 해석 솔버와 VoF 기법을 이용한 2상 유동 해석 솔버를 제공한다.
1. 제품의 주요 특징
(1) 저항(Resistace) 해석
선박을 이용한 대표적인 외부유동 해석인 저항 해석 수행이 가능하다. 물의 잠긴 영역만을 모델링하는 이중선체(double body)해석과 VoF 모델을 이용한 자유수면을 포함하는 유동해석을 수행할 수 있다.
해석 안정성과 수렴성 향상을 위해 해석 도메인 외부영역 경계조건에 반사파 감쇠 기능을 추가하였고 선박 운항 속도는 ramp 속도 조건을 적용하고 있다.
6DoF 모듈을 이용한 선체의 자세 변환을 해석하며 해석 후 trim과 sinkage 데이터 출력이 가능하다. 항주자세도 ramp time을 지정하여 초기 가속도를 감쇠하여 계산 수렴을 향상시켰다.
Design speed 전후로 저항 속도 시리즈 계산을 위한 batch run 작업을 기본적으로 제공한다.
해석 결과로 선체 저항 값을 출력한다. 이밖에 선체 wave profile, hull 압력분포, wave elevation, wake contour를 제공한다.
(2) POW(Propeller Open Water Test) 해석
프로펠러 단독 성능 해석이 가능하다. MRF(Multiple Reference Frame) 회전 모델을 이용하여 프로펠러의 단독 성능을 계산하고 계산 결과로 추력, 토크 데이터를 출력할 수 있다.
프로펠러의 전진비 계산을 위해서 Batch run 기능을 제공한다.
(3) 자항(Self Propulsion) 해석
ESPER는 선박의 자항점 계산을 위한 자항 해석이 가능하다. 자항 해석에서 추진력은 두 가지 방법으로 적용이 가능하다.
먼저 프로펠러 효과를 위해서 유체장에 체적력(body force)으로 추가하는 해석이 가능하다. 이는 Goldstein의 가정에 따라 개발된 Actuation Disk 모델을 이용하여 프로펠러 효과를 적용한 해석을 수행한다.
프로펠러를 직접 회전시켜 프로펠러 효과를 적용할 수 있다. 수렴속도 향상을 위해 초기 MRF 기법을 이용한 추진력을 적용하고 sliding mesh 기법을 이용하여 유동 해석을 수행한다.
좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다.
#태그
