KR102200443B1 - Lbm 기반의 유체 해석 시뮬레이션 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

Lbm 기반의 유체 해석 시뮬레이션 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션 장치에 있어서, 유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받는 입력부, 상기 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계 및 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성하는 격자 생성부, 상기 계산 격자계에 기초하여 상기 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산하는 유동 데이터 계산부 및 상기 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행부를 포함한다.

Description

LBM 기반의 유체 해석 시뮬레이션 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램{APPARATUS, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR LATTICE BOLTZMANN METHOD BASED FLUID ANALYSIS SIMULATION}
본 발명은 LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션을 하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)은 유체 역학의 한 분야로서, 컴퓨터를 이용하여 유체의 동적인 움직임을 수치해석적 방법으로 계산해 내는 것이다. 전산유체역학은 편미분방정식인 나비에-스토크스 방정식(Naiver-Stokes Equation)을 FDM(Finite Difference Method), FEM(Finite Element Method), FVM(Finite Volume Method) 및 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 등의 방법을 통해 이산화함으로써 유체의 유동을 연산한다.
나비에-스토크스 방정식을 계산하는 방법에는 공간 도메인을 작은 공간 격자(Mesh or Grid)로 이산화하여 연산하는 격자 기반 방법과 유체를 다수의 입자의 집합으로 표현하는 입자 기반 방법이 있다.
입자 기반 방법은 해석 대상을 격자로 표현하는 대신 입자로 표현함으로써, 자연 현상이나 물리 현상에 대한 보다 자연스러운 시뮬레이션이 가능하다. 입자 기반 방법에는 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics), MPS(Moving Particle Semi-implicit), LBM(Lattice Boltzmann Method) 등이 있다.
입자 기반 방법 중 하나인 LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석은, 격자(lattice) 상에서 가상의 입자들의 확률분포함수를 이용하여 움직임을 예측한다. LBM 기반의 유체 해석은 시스템의 규모가 증가하여도 계산량을 줄이면서 정확한 결과를 도출할 수 있다.
LBM 기반의 유체 해석은 물리량의 계산을 용이하게 수행할 수 있고, 복잡한 경계나 다상 유동의 해석을 비교적 용이하게 수행할 수 있다.
이러한 장점들로 인해 유체의 유동을 시뮬레이션하는데 있어 최근 LBM이 많이 이용되고 있다.
다만, 격자의 크기가 영역에 따라 다르게 설정된 경우에, 격자의 크기가 다른 영역 간의 경계면에서 계산값 및 출력값을 어떻게 처리할 것인지에 관한 문제가 있다.
한편, 한국등록특허 제1489708호는 격자 볼츠만 기법 기반의 유체 수치 해석에서 이웃 노드로 정보를 확산시키는 구성을 개시하고 있다.
격자의 크기가 다른 영역 간의 경계면에서 계산값 및 출력값을 효율적으로 처리할 수 있는 유체 해석 시뮬레이션 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션 장치에 있어서, 유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받는 입력부, 상기 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계 및 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성하는 격자 생성부, 상기 계산 격자계에 기초하여 상기 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산하는 유동 데이터 계산부 및 상기 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행부를 포함하는 유체 해석 시뮬레이션 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 계산 격자계는 제 1 계산 격자계 및 상기 제 1 계산 격자계보다 조밀하게 형성된 제 2 계산 격자계를 포함하고, 상기 격자 생성부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계의 각 격자점에 번호를 부여할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 제 1 계산 격자계의 모든 격자점이 상기 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 복수의 격자계 간에 정보의 교환을 수행하는 정보 교환부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정보 교환부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 중첩되는 중첩 격자점의 정보를 전달하기 위한 교환 정보를 생성하는 교환 정보 생성부 및 상기 교환 정보에 기초하여 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계의 어느 일방으로부터 다른 일방으로 정보를 전달하는 정보 전송부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 교환 정보 생성부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계의 격자점이 중첩되는지 여부 및 상기 중첩 격자점의 번호에 기초하여 상기 교환 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유동 데이터 계산부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계 각각에 대하여 상기 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 출력 격자계의 격자점은 상기 제 1 계산 격자계의 격자점 및 상기 제 2 계산 격자계의 격자점과 모두 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정보 전송부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계 중 어느 일방으로부터 상기 출력 격자계의 격자점으로 상기 계산된 유동 데이터를 전달하고, 상기 시뮬레이션 수행부는 상기 출력 격자계에 상기 계산된 유동 데이터를 출력하여 상기 복수의 입자에 관한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션 방법에 있어서, 유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받는 단계, 상기 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계를 생성하는 단계, 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성하는 단계, 상기 계산 격자계에 기초하여 상기 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산하는 단계 및 상기 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 유체 해석 시뮬레이션 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션을 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우, 유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받고, 상기 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계 및 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성하고, 상기 계산 격자계에 기초하여 상기 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산하고, 상기 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행하도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 격자의 크기가 다른 영역 간의 경계면에서 계산값 및 출력값을 효율적으로 처리할 수 있는 유체 해석 시뮬레이션 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
또한, 계산 격자계와 출력 격자계를 분리하여 유체 해석 시뮬레이션을 위한 계산에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
또한, 유체의 움직임을 효과적으로 예측함으로써, 다양한 기술분야에 응용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 해석 시뮬레이션 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계산 격자계 및 출력 격자계를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 계산 격자계가 정보를 전달하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 계산 격자계가 정보를 전달하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 해석 시뮬레이션 방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 해석 시뮬레이션 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 입력부(110), 격자 생성부(120), 정보 교환부(130), 유동 데이터 계산부(140) 및 시뮬레이션 수행부(150)를 포함할 수 있다.
유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 서버, 데스크탑, 노트북, 키오스크(KIOSK) 및 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC를 포함할 수 있다. 다만, 유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 앞서 예시된 것들로 한정 해석되는 것은 아니다. 즉, 유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 후술하는 LBM 기반의 유체 해석 시뮬레이션 방법을 수행하는 프로세서를 탑재한 모든 장치를 포함할 수 있다.
유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 유체의 3차원 유동해석을 수행한다. 즉, 유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 3차원 시뮬레이션 영역 및 3차원 시뮬레이션 영역에 위치하는 복수의 입자를 모델링하고, 복수의 입자의 3차원 시뮬레이션 영역 내에서의 유동을 해석한다. 다만, 본원에서는 설명의 편의를 위해 시뮬레이션 영역 및 입자를 2차원으로 표현하여 설명한다.
유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반으로 유체를 해석하기 위한 시뮬레이션을 수행할 수 있다. LBM(Lattice Boltzmann Method)는 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)에서 사용될 수 있는 입자 방식의 유체 해석 기법의 하나이다. LBM은 유체의 움직임을 시뮬레이션하기 위하여, 해석 대상인 유체를 격자 상의 입자로 표현할 수 있다. 유체 해석 시뮬레이션 장치(100)는 LBM를 통해 각 입자를 추적하면서 입자가 가지는 물리량을 계산할 수 있고, 계산 결과에 기초하여 유체 해석 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
입력부(110)는 유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(110)는 사용자 단말과 같은 외부 장치로부터 해석 대상에 관한 데이터를 입력받을 수 있다.
입력부(110)는 외부 서버와의 통신을 통해 해석 대상에 관한 데이터를 입력받을 수도 있다. 복수의 입자에 관한 데이터는 유체 해석 시뮬레이션을 수행하기 위하여 필요한 해석 대상에 관한 정보를 포함할 수 있다. 해석 대상에 관한 데이터는, 해석 대상인 유체의 유동 정보 및 해석 조건에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 예를 들어 해석 대상인 유체의 초기 밀도, 점성, 초기 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
격자 생성부(120)는 입력받은 데이터에 기초하여 하나 이상의 격자계를 생성할 수 있다. 격자 생성부(120)는 계산 격자계 또는 출력 격자계를 생성할 수 있다. 격자 생성부(120)는 공간의 전부 또는 일부에 대하여 격자계를 생성할 수 있다. 격자 생성부(120)는 복수의 격자계가 서로 겹쳐지는 영역이 존재하도록 격자계를 생성할 수 있다.
격자 생성부(120)는 복수의 입자의 위치, 속도 등의 데이터에 기초하여 격자계의 격자 간격을 결정할 수 있다. 격자 생성부(120)는 영역에 따라 격자의 간격이 달라지는 격자계를 생성할 수 있다.
격자 생성부(120)는 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계를 생성할 수 있다. 격자 생성부(120)는 해석 대상에 관한 데이터에 기초하여 제 1 계산 격자계를 생성할 수 있다. 격자 생성부(120)는 해석 대상에 관한 데이터에 기초하여 제 1 계산 격자계보다 조밀하게 형성된 제 2 계산 격자계를 생성할 수 있다. 이는 전체 영역에서 성긴 격자계를 이용하면 해석의 정확도가 저하되고, 반대로 전체 영역에서 조밀한 격자계를 이용하면 과도한 연산량이 필요하기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 관심있는 영역에만 비교적 작은 크기의 격자를 사용하고, 이외의 영역에는 비교적 큰 크기의 격자를 사용하는 멀티블럭(Multi-block) 방식을 사용한다.
제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 제 1 계산 격자계의 모든 격자점이 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩될 수 있다. 즉, 제 1 계산 격자계의 격자의 간격은 제 2 계산 격자계의 격자의 간격의 정수 배일 수 있다.
격자 생성부(120)는 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계의 각 격자점에 번호를 부여할 수 있다. 격자 생성부(120)는 예를 들어, 제 1 계산 격자계의 각 격자점에 1번부터 번호를 순차적으로 부여하고, 제 2 계산 격자계의 각 격자점에 제 1 계산 격자계의 격자점에 부여된 마지막 번호의 다음 번호부터 순차적으로 부여할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 입력받은 데이터에 기초하여 생성된 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계를 예시적으로 나타낸다. 도 2a는 제 1 계산 격자계를 도시하고, 도 2b는 제 2 계산 격자계를 도시하고 있다.
제 2 계산 격자계는 제 1 계산 격자계보다 조밀하게 형성된 것이다. 제 2 계산 격자계는 제 1 계산 격자계의 격자점 1 내지 20이 존재하는 영역과 겹쳐지도록 형성된 것이다. 따라서, 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 제 1 계산 격자계의 모든 격자점이 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 제 1 계산 격자계의 각 격자점(201)에 1번부터 30번까지의 번호가 순차적으로 부여되었음을 확인할 수 있다. 도 2b를 참조하면, 제 2 계산 격자계의 각 격자점(203)에 31번부터 93번까지의 번호가 순차적으로 부여되었음을 확인할 수 있다.
격자 생성부(120)는 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성할 수 있다. 출력 격자계의 격자점은 제 1 계산 격자계의 격자점 및 제 2 계산 격자계의 격자점과 모두 중첩될 수 있다.
도 2c는 입력받은 데이터에 기초하여 생성된 출력 격자계를 예시적으로 나타낸다. 도 2c를 참조하면, 출력 격자계는 해석 대상에 관한 데이터에 기초하여 영역에 따라 격자의 간격이 달라지도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 출력 격자계의 제 1 영역(210)에서는 격자의 간격이 비교적 넓고, 제 2 영역(220)에서는 격자의 간격이 비교적 좁은 것은 확인할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 출력 격자계의 각 격자점(205)에 1번부터 74번까지의 번호가 순차적으로 부여되었음을 확인할 수 있다. 즉, 출력 격자계의 격자점의 번호는 계산 격자계의 격자점의 번호와 무관하게 독립적으로 부여될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 정보 교환부(130)는 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 복수의 격자계 간에 정보의 교환을 수행할 수 있다. 정보 교환부(130)는 교환 정보 생성부(131) 및 정보 전송부(132)를 포함할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계가 중첩되는 중첩 격자점의 정보를 전달하기 위한 교환 정보를 생성할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계의 격자점이 중첩되는지 여부 및 중첩 격자점의 번호에 기초하여 교환 정보를 생성할 수 있다. 교환 정보 생성부(131)는 예를 들어, 제 2 계산 격자계의 경계면에서 제 1 계산 격자계와 정보를 교환하기 위하여, 또는 제 1 계산 격자계의 경계면에서 제 2 계산 격자계와 정보를 교환하기 위하여, 교환 정보를 생성할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는, 도 2b에 도시한 제 2 계산 격자계의 경계면에서 제 1 계산 격자계와 정보를 교환하기 위하여 교환 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제 2 계산 격자계의 경계면(301)은 제 1 계산 격자계와 정보를 교환하기 위한 영역으로, 제 2 계산 격자계의 경계면(301)은 제 2 계산 격자계의 외곽선을 따라 형성될 수 있다. 제 2 계산 격자계의 경계면(301)에서는 제 2 계산 격자계가 가지지 못한 정보를 제 1 계산 격자계로부터 전달받을 수 있다. 도 3a는 제 2 계산 격자계의 각 격자점의 번호 및 제 2 계산 격자계의 경계면(301)에서 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 제 1 계산 격자계의 격자점의 번호를 예시적으로 도시한다.
도 3b를 참조하면, 교환 정보 생성부(131)는 격자점 정보(310), 중첩 정보(320), 제 1 교환 대상 격자점 정보(330) 및 제 2 교환 대상 격자점 정보(340)을 포함하는 제 1 교환 정보를 생성할 수 있다. 격자점 정보(310)는 제 2 계산 격자계의 각 격자점의 번호를 포함할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 제 2 계산 격자계의 각 격자점의 번호에 대응하여, 제 2 계산 격자계의 경계면(301)의 격자점이 제 1 계산 격자계의 격자점과 중첩되는지 여부에 기초하여 중첩 정보(320)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 교환 정보 생성부(131)는 제 2 계산 격자계의 경계면(301)의 격자점이 제 1 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 경우에는 1, 중첩되지 않는 경우에는 2, 제 2 계산 격자계의 경계면(301)의 격자점이 아닌 경우에는 0을 기록한 중첩 정보(320)를 생성할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 중첩 정보(320)가 0인 제 2 계산 격자계의 격자점에 대대응하는 제 1 교환 대상 격자점 정보(330) 및 제 2 교환 대상 격자점 정보(340)를 0으로 기록할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 중첩 정보(320)가 1인 제 2 계산 격자계의 격자점에 대응하는 제 1 교환 대상 격자점 정보(330)를 해당 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 제 1 계산 격자계의 격자점의 번호로 기록하고, 제 2 교환 대상 격자점 정보(340)를 0으로 기록할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 중첩 정보(320)가 2인 제 2 계산 격자계의 격자점에 대응하는 제 1 교환 대상 격자점 정보(330) 및 제 2 교환 대상 정보(340)를 제 1 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 제 2 계산 격자계의 격자점 중, 해당 제 2 계산 격자계의 격자점과 인접한 격자점의 번호 중 하나로 기록할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는, 도 2a에 도시한 제 1 계산 격자계의 경계면에서 제 2 계산 격자계와 정보를 교환하기 위하여 교환 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 계산 격자계의 경계면(401)은 제 2 계산 격자계와 정보를 교환하기 위한 영역으로, 제 1 계산 격자계의 경계면(401)은 제 2 계산 격자계의 경계면으로부터 내부를 향해 제 1 계산 격자계의 격자 하나의 크기만큼 이동한 격자점들을 따라 형성될 수 있다. 제 1 계산 격자계의 경계면(401)에서는 제 1 계산 격자계가 가지지 못한 정보를 제 2 계산 격자계로부터 전달받을 수 있다. 도 4a는 제 1 계산 격자계의 각 격자점의 번호 및 제 1 계산 격자계의 경계면(401)에서 제 1 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 제 2 계산 격자계의 격자점의 번호를 예시적으로 도시한다.
도 4b를 참조하면, 교환 정보 생성부(131)는 격자점 정보(410), 중첩 정보(420) 및 교환 대상 격자점 정보(430)을 포함하는 제 2 교환 정보를 생성할 수 있다. 격자점 정보(410)는 제 2 계산 격자계의 각 격자점의 번호를 포함할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 제 2 계산 격자계의 각 격자점의 번호에 대응하여, 제 1 계산 격자계의 경계면(401)의 격자점이 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는지 여부에 기초하여 중첩 정보(420)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 교환 정보 생성부(131)는 제 1 계산 격자계의 경계면(401)의 격자점이 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 경우에는 1, 중첩되지 않는 경우에는 0을 기록한 중첩 정보(420)를 생성할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 중첩 정보(420)가 0인 제 2 계산 격자계의 격자점에 대응하는 교환 대상 격자점 정보(430)를 0으로 기록할 수 있다.
교환 정보 생성부(131)는 중첩 정보(420)가 1인 제 2 계산 격자계의 격자점에 대응하는 교환 대상 격자점 정보(430)를 해당 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 제 1 계산 격자계의 격자점의 번호로 기록할 수 있다.
제 1 계산 격자계의 경계면에서 정보를 교환하기 위한 제 2 교환 정보를 생성하는 경우에도, 제 2 계산 격자계의 격자점의 번호를 기준으로 하는 이유는, 제 2 계산 격자계가 더 조밀하게 생성되었기 때문이다. 바꿔 말하면, 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 제 1 계산 격자계의 모든 격자점이 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되도록 생성되었기 때문이다.
정보 전송부(132)는 제 1 교환 정보 및 제 2 교환 정보에 기초하여 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계의 어느 일방으로부터 다른 일방으로 정보를 전달할 수 있다.
다시 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 예를 들어, 정보 전송부(132)는 제 2 계산 격자계의 경계면(301)의 격자점이 제 1 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 경우에, 즉 교환 정보(320)가 1인 경우에 제 1 계산 격자계로부터 제 2 계산 격자계로 정보를 전달할 수 있다. 여기서 제 1 교환 대상 격자점 정보(330)에 저장된 중첩되는 제 1 계산 격자계의 격자점의 번호를 참조하여 하기의 수학식 1을 이용하여 정보를 전달받을 수 있다.
Figure 112019129017341-pat00001
수학식 1에서
Figure 112019129017341-pat00002
는 제 2 계산 격자계에서의 후충돌항(post collision term)이고,
Figure 112019129017341-pat00003
는 제 1 계산 격자계에서의 후충돌항(post collision term)이고,
Figure 112019129017341-pat00004
는 제 2 계산 격자계에서의 완화 시간(relaxation time)이고,
Figure 112019129017341-pat00005
는 제 1 계산 격자계에서의 완화 시간(relaxation time)이고,
Figure 112019129017341-pat00006
은 제 1 계산 격자계의 격자 크기를 제 2 계산 격자계의 격자 크기로 나눈 값이고,
Figure 112019129017341-pat00007
는 제 1 계산 격자계에서의 평형 분포 함수(equilibrium distribution function)일 수 있다.
제 2 계산 격자계의 경계면에서는 경계면 외부의 정보가 부족하기 때문에 제 2 계산 격자계의 정보만을 이용하는 경우에는
Figure 112019129017341-pat00008
(제 2 계산 격자계에서의 후충돌항(post collision term))를 정확하게 도출할 수 없다. 따라서, 상술한 수학식 1을 이용하여 제 1 계산 격자계로부터 정보를 전달받아
Figure 112019129017341-pat00009
를 도출할 수 있다. 수학식 1에 의하여, 유체의 밀도, 속도, 전단응력 등의 각 유동 데이터의 값이 연속적인 분포를 가질 수 있다.
다른 예를 들어, 정보 전송부(132)는 제 2 계산 격자계의 경계면(301)의 격자점이 제 1 계산 격자계의 격자점과 중첩되지 않는 경우에, 즉 교환 정보(320)가 2인 경우에는 정보의 내삽을 수행할 수 있다. 여기서 정보 전송부(132)는 제 1 교환 대상 격자점 정보(330) 및 제 2 교환 대상 격자점 정보(340)에 저장된 제 2 계산 격자계의 격자점의 번호를 참조하여 인접하는 격자점으로부터 정보를 전달받을 수 있다.
정보 전송부(132)는 역거리 가중법(inverse distance weighting)을 이용하여 정보의 내삽을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 86번 격자점에 대하여 다음의 수학식 2를 이용하여 인접하는 격자점으로부터 정보를 전달받아 내삽이 수행될 수 있다.
Figure 112019129017341-pat00010
수학식 2에서
Figure 112019129017341-pat00011
는 i번 격자점에서의 후충돌항(post collision term)이고,
Figure 112019129017341-pat00012
는 i번 격자점 및 j번 격자점 사이의 거리를 나타낸다.
다시 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 예를 들어, 정보 전송부(132)는 제 1 계산 격자계의 경계면(401)의 격자점이 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 경우에, 즉 교환 정보(420)가 1인 경우에 제 2 계산 격자계로부터 제 1 계산 격자계로 정보를 전달할 수 있다. 여기서 정보 전송부(132)는 격자점 정보(430)에 저장된 제 1 계산 격자계의 격자점의 번호를 참조하여 하기의 수학식 3을 이용하여 정보를 전달받을 수 있다.
Figure 112019129017341-pat00013
수학식 3에서
Figure 112019129017341-pat00014
는 제 1 계산 격자계에서의 후충돌항(post collision term)이고,
Figure 112019129017341-pat00015
는 제 2 계산 격자계에서의 후충돌항(post collision term)이고,
Figure 112019129017341-pat00016
는 제 1 계산 격자계에서의 완화 시간(relaxation time)이고,
Figure 112019129017341-pat00017
는 제 2 계산 격자계에서의 완화 시간(relaxation time)이고,
Figure 112019129017341-pat00018
은 제 1 계산 격자계의 격자 크기를 제 2 계산 격자계의 격자 크기로 나눈 값이고,
Figure 112019129017341-pat00019
는 제 2 계산 격자계에서의 평형 분포 함수(equilibrium distribution function)일 수 있다.
제 1 계산 격자계의 경계면에서는 경계면 외부의 정보가 부족하기 때문에 제 1 계산 격자계의 정보만을 이용하는 경우에는
Figure 112019129017341-pat00020
(제 1 계산 격자계에서의 후충돌항(post collision term))를 정확하게 도출할 수 없다. 따라서, 상술한 수학식 3을 이용하여 제 2 계산 격자계로부터 정보를 전달받아
Figure 112019129017341-pat00021
를 도출할 수 있다. 수학식 3에 의하여, 유체의 밀도, 속도, 전단응력 등의 각 유동 데이터의 값이 연속적인 분포를 가질 수 있다.
유동 데이터 계산부(140)는 계산 격자계에 기초하여 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산할 수 있다. 유동 데이터 계산부(140)는 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계 각각에 대하여 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산할 수 있다.
유동 데이터 계산부(140)는 LBM 알고리즘을 이용하여 격자계 상에서 각 입자의 이동 또는 각 입자와 이웃 입자 간의 충돌로 인해 발생하는 유동 데이터를 계산할 수 있다.
유동 데이터 계산부(140)는 LBM 알고리즘을 이용하여 각 격자점에서 입자의 분포 함수(distribution function) 값을 계산함으로써, 각 격자점에서의 물성 정보를 얻을 수 있다. 각 격자점에서의 물성 정보는 예를 들어, 입자의 질량, 속도, 점성 및 가속도 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 볼츠만 방정식은 유체를 다음과 같이 모델링한다.
Figure 112019129017341-pat00022
수학식 4에서 "
Figure 112019129017341-pat00023
"는 분포 함수(distribution function), "
Figure 112019129017341-pat00024
"는 불연속 속도(discrete velocity), "
Figure 112019129017341-pat00025
"는 충돌 오퍼레이터(collision operator), "
Figure 112019129017341-pat00026
"는 격자계에서의 각 방향을 나타낸다.
한편, LBM은 특성 곡선법(method of characteristics)을 이용하여 수학식 4를 풀이하고, 이 과정은 충돌(collision) 단계와 이류(streaming) 단계로 구분된다.
충돌(collision) 단계의 해석은 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 이 과정에서 충돌 오퍼레이터(collision operator)인
Figure 112019129017341-pat00027
를 이용하여 가상의 입자 간의 충돌을 모사할 수 있다.
Figure 112019129017341-pat00028
수학식 5에서
Figure 112019129017341-pat00029
는 후충돌항(post collision term)이고,
Figure 112019129017341-pat00030
는 분포 함수(distribution function)이고,
Figure 112019129017341-pat00031
는 충돌 오퍼레이터(collision operator)이고,
Figure 112019129017341-pat00032
는 입자의 위치이고, t는 현재 시간이고,
Figure 112019129017341-pat00033
는 시간의 변화량일 수 있다.
충돌(collision) 단계 후의 이류(streaming) 단계는 수학식 6을 이용하여 해석하고, 이를 통해 새로운 분포 함수(distribution function)가 도출된다.
Figure 112019129017341-pat00034
수학식 6에서
Figure 112019129017341-pat00035
는 후충돌항(post collision term)이고,
Figure 112019129017341-pat00036
는 분포 함수(distribution function)이고,
Figure 112019129017341-pat00037
는 입자의 위치이고,
Figure 112019129017341-pat00038
는 불연속 속도(discrete velocity)이고, t는 현재 시간이고,
Figure 112019129017341-pat00039
는 시간의 변화량일 수 있다.
새롭게 도출된 분포 함수(distribution function)를 이용하여 각 격자점에서 유체의 밀도는 수학식 7에 의해 도출된다.
Figure 112019129017341-pat00040
수학식 7에서
Figure 112019129017341-pat00041
는 유체의 밀도이고,
Figure 112019129017341-pat00042
는 분포 함수(distribution function)를 나타낸다.
새롭게 도출된 분포 함수(distribution function)를 이용하여 각 격자점에서 유체의 속도는 수학식 8에 의해 도출된다.
Figure 112019129017341-pat00043
수학식 8에서
Figure 112019129017341-pat00044
는 유체의 밀도이고,
Figure 112019129017341-pat00045
는 분포 함수(distribution function)이고,
Figure 112019129017341-pat00046
는 불연속 속도(discrete velocity)이고,
Figure 112019129017341-pat00047
는 유체의 속도를 나타낸다.
유동 데이터 계산부(140)는 LBM 알고리즘을 이용하여 각 입자의 밀도, 압력 및 점성 등의 유동 데이터를 연산한다. 예를 들어, 유동 데이터 계산부는 각 입자의 초기 분포 함수(distribution function) 값에 기초하여 다음 시간 스텝(제 1 시간 스텝)에서의 각 입자의 유동 데이터를 연산하고, 이에 기초하여 각 입자의 유동 데이터를 연산한다.
유동 데이터 계산부(140)는 각 시간 스텝에서의 각 입자의 유동 데이터를 연산하여 각 입자의 유동을 연산함으로써, 유체 해석 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
정보 전송부(132)는 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계 중 어느 일방으로부터 출력 격자계의 격자점으로 계산된 유동 데이터를 전달할 수 있다.
시뮬레이션 수행부(150)는 출력 격자계에 기초하여 유체 해석 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 시뮬레이션 수행부(150)는 출력 격자계에 계산된 유동 데이터를 출력하여 복수의 입자에 관한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 해석 시뮬레이션 방법의 순서도이다. 도 5에 도시된 장치(100)에서 수행되는 유체 해석 시뮬레이션 방법(500)은 도 1에 도시된 실시예에 따라 장치(100)에 의해 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1에 도시된 실시예에 따른 장치(100)에서 수행되는 유체 해석 시뮬레이션을 하는 방법에도 적용된다.
단계 S510에서 장치(100)는 유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받을 수 있다.
단계 S520에서 장치(100)는 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계를 생성할 수 있다.
단계 S530에서 장치(100)는 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성할 수 있다.
단계 S540에서 장치(100)는 계산 격자계에 기초하여 상기 복수의 입자에 관한 유동 데이터를 계산할 수 있다.
단계 S550에서 장치(100)는 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S510 내지 S550은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 전환될 수도 있다.
도 1 내지 도 5를 통해 설명된 유체 해석 시뮬레이션 장치에서 유체 해석 시뮬레이션을 하는 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 5를 통해 설명된 유체 해석 시뮬레이션 장치에서 유체 해석 시뮬레이션을 하는 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램의 형태로도 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 유체 해석 시뮬레이션 장치
110: 입력부
120: 격자 생성부
130: 정보 교환부
140: 유동 데이터 계산부
150: 시뮬레이션 수행부

Claims (19)

  1. LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션 장치에 있어서,
    유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받는 입력부;
    상기 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계 및 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성하는 격자 생성부;
    상기 계산 격자계에 기초하여 상기 해석 대상에 관한 유동 데이터를 계산하는 유동 데이터 계산부; 및
    상기 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행부;
    를 포함하고,
    상기 출력 격자계의 격자점은 상기 계산 격자계의 격자점과 모두 중첩되고,
    상기 계산 격자계에 기초하여 계산된 유동 데이터가 상기 출력 격자계의 격자점으로 전달되고,
    상기 시뮬레이션 수행부는 상기 출력 격자계에 상기 계산된 유동 데이터를 출력하여 상기 해석 대상에 관한 시뮬레이션을 수행하고,
    상기 계산 격자계는 제 1 계산 격자계 및 상기 제 1 계산 격자계보다 조밀하게 형성된 제 2 계산 격자계를 포함하고,
    상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계는 서로 겹쳐지는 영역이 존재하고, 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 제 1 계산 격자계의 모든 격자점이 상기 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 격자 생성부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계의 각 격자점에 번호를 부여하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 복수의 격자계 간에 정보의 교환을 수행하는 정보 교환부를 더 포함하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 정보 교환부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 중첩되는 중첩 격자점의 정보를 전달하기 위한 교환 정보를 생성하는 교환 정보 생성부; 및
    상기 교환 정보에 기초하여 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계의 어느 일방으로부터 다른 일방으로 정보를 전달하는 정보 전송부를 포함하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 교환 정보 생성부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계의 격자점이 중첩되는지 여부 및 상기 중첩 격자점의 번호에 기초하여 상기 교환 정보를 생성하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 유동 데이터 계산부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계 각각에 대하여 상기 해석 대상에 관한 유동 데이터를 계산하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 출력 격자계의 격자점은 상기 제 1 계산 격자계의 격자점 및 상기 제 2 계산 격자계의 격자점과 모두 중첩되는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 정보 전송부는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계 중 어느 일방으로부터 상기 출력 격자계의 격자점으로 상기 계산된 유동 데이터를 전달하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 장치.
  10. 유체 해석 시뮬레이션 장치에서 수행되는 LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션 방법에 있어서,
    유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받는 단계;
    상기 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계를 생성하는 단계;
    해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성하는 단계;
    상기 계산 격자계에 기초하여 상기 해석 대상에 관한 유동 데이터를 계산하는 단계; 및
    상기 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 출력 격자계의 격자점은 상기 계산 격자계의 격자점과 모두 중첩되고,
    상기 유체 해석 시뮬레이션 방법은 상기 계산 격자계에 기초하여 계산된 유동 데이터가 상기 출력 격자계의 격자점으로 전달되는 단계를 더 포함하고,
    상기 시뮬레이션을 수행하는 단계는 상기 출력 격자계에 상기 계산된 유동 데이터를 출력하여 상기 해석 대상에 관한 시뮬레이션을 수행하고,
    상기 계산 격자계는 제 1 계산 격자계 및 상기 제 1 계산 격자계보다 조밀하게 형성된 제 2 계산 격자계를 포함하고,
    상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계는 서로 겹쳐지는 영역이 존재하고, 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 제 1 계산 격자계의 모든 격자점이 상기 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 계산 격자계를 생성하는 단계는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계의 각 격자점에 번호를 부여하는 단계를 포함하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 유동 데이터를 계산하는 단계는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 복수의 격자계 간에 정보의 교환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 정보의 교환을 수행하는 단계는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 중첩되는 중첩 격자점의 정보를 전달하기 위한 교환 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 교환 정보에 기초하여 제 1 계산 격자계 및 제 2 계산 격자계의 어느 일방으로부터 다른 일방으로 정보를 전달하는 단계를 포함하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 교환 정보를 생성하는 단계는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계의 격자점이 중첩되는지 여부 및 상기 중첩 격자점의 번호에 기초하여 상기 교환 정보를 생성하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 유동 데이터를 계산하는 단계는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계 각각에 대하여 상기 해석 대상에 관한 유동 데이터를 계산하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 출력 격자계의 격자점은 상기 제 1 계산 격자계의 격자점 및 상기 제 2 계산 격자계의 격자점과 모두 중첩되는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 정보를 전달하는 단계는 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계 중 어느 일방으로부터 상기 출력 격자계의 격자점으로 상기 계산된 유동 데이터를 전달하는 단계를 더 포함하는 것인, 유체 해석 시뮬레이션 방법.
  19. LBM(Lattice Boltzmann Method) 기반의 유체 해석 시뮬레이션을 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우,
    유체 해석 시뮬레이션을 위하여 해석 대상에 관한 데이터를 입력받고,
    상기 입력받은 데이터에 기초하여 유동 데이터의 계산을 위한 계산 격자계 및 해석 결과를 출력하기 위한 출력 격자계를 생성하고,
    상기 계산 격자계에 기초하여 상기 해석 대상에 관한 유동 데이터를 계산하고,
    상기 출력 격자계에 기초하여 상기 유체 해석 시뮬레이션을 수행하도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하고,
    상기 출력 격자계의 격자점은 상기 계산 격자계의 격자점과 모두 중첩되고,
    상기 계산 격자계에 기초하여 계산된 유동 데이터가 상기 출력 격자계의 격자점으로 전달되고,
    상기 출력 격자계에 상기 계산된 유동 데이터를 출력하여 상기 해석 대상에 관한 시뮬레이션을 수행하고,
    상기 계산 격자계는 제 1 계산 격자계 및 상기 제 1 계산 격자계보다 조밀하게 형성된 제 2 계산 격자계를 포함하고,
    상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계는 서로 겹쳐지는 영역이 존재하고, 상기 제 1 계산 격자계 및 상기 제 2 계산 격자계가 겹쳐지는 영역에서 상기 제 1 계산 격자계의 모든 격자점이 상기 제 2 계산 격자계의 격자점과 중첩되도록 하는 명령어들의 시퀀스를 더 포함하는 것인, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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