OpenFOAM 내 기본 격자 (blockMesh)

 

    안녕하세요

    오늘은 OpenFOAM 내 기본격자(blockMesh) 설정 및 실행에 대해 설명하려고 해요.

    격자는 CFD를 진행하는데 기본이고 가장 중요하다고 할 수 있는데요.

    격자를 해석에 맞게 잘 생성했는냐 그렇지 못했느냐에 따라 해석 결과에 영향을 끼치기 때문이에요.

    OpenFOAM에는 두가지의 격자 생성 방법이 있는데요.

    첫번째는 blockMesh를 이용하여 간단한 격자를 생성하는 방법이구요.

    두번째는 stl파일 형상을 이용하여 자동격자를 생성하는 snappyHexMesh가 있어요.

    오늘은 가장 기본적인 blockMesh에 대해 공부해 보려고 해요.

blockMesh 정의

 

   blockMesh는 간단한 fully structured hexhedral 격자를 생성할 때 사용하는 명령어에요.

   아래 그림과 같이 하나의 블럭당 8개의 정과 12개의 모서리로 이루어져 있어요.

 

blockMesh 설정

 

   blockMesh의 사용법은 system/blockMeshDict 파일 작성 후 터미널 창에 blockMesh 라고 실행하시면 돼요. OpenFOAM에서 지원하는 병렬기능은 사용하지 못해요.

   system/blockMeshDict에 대해 알아 볼게요.

 

   blockMeshDIct를 열어보면 다음과 같은 글이 보일거에요.

   첫번째 줄에 convertToMeters는 형상의 기본 크기를 결정하는 scale fator를 결정해주는 옵션이에요.

   기준이 meter scale로 이루어져 있어요.

   예를 들어 convertToMeters가 0.001이면 1이라는 숫자가 1mm 가 되는 거죠.

   vertices 는 형상의 각 점 위치를 뜻해요.

   예를 들어 (0 -10 0)은 x, y, z 좌표의 위치고 y축으로 10mm의 위치해 있는 점인거죠.

 

 

   다음으로 blocks 설정이에요.

   block은 격자의 타입과 vertice, 각 축방향에 따른 격자수 그리고 한쪽 방향으로 격자를 조밀하게 줄 수 있는 simpleGrading으로 나눠요.

   blockMesh는 기본적으로 hex 타입인 육면체 격자를 사용하구요.

   위 그림에서와 같이 8개의 vertice로 이루어져 있어요.

   다음으로 각 축방향에 따른 격자의 개수 설정이에요.

   예를 들어 (20 20 1)은 X방향으로 격자갯수 20, Y방향으로 격자갯수 20, Z방향으로 격자갯수 1 로 총 400개의 격자를 생성해줘요.

   마지막으로 simpleGrading은 격자를 축방향으로 조밀하게 주는 기능이에요.

   예를들어 (1 1 1)은 X,Y,Z 방향으로 균등하게 격자를 생성해줘요.

 

 

   edges 설정은 edge가 직선이 아닌 arc spline으로 edge를 표현할 때 사용하는 설정이에요.

   위 사진처럼 vertice 2개와 edge를 지나는 점의 좌표가 필요해요.

   arc 0 1 (0 0 10) 은 vertice 0 1 사이 (0 0 10) 지나는 곡선을 생성해 줘요.

 

   mergePatchPairs는 두 개의 블럭을 합쳐주는 설정이에요.

   겹처지는 두면을 넣어주면 두면이 합처지면서 두개의 블럭이 하나의 블럭으로 합처져요.

 

 

   마지막으로 경계조건 이름 및 조건을 설정해줘요.

   예를 들면 inlet은 경계조건 이름 type은 base type의 경계조건 faces는 경계조건에 면을 이루는 vertice로 되어있어요.

 

결론

 

   오늘은 OpenFOAM의 가장 기본적인 격자 생성 방법인 blockMesh에 대해 알아보았는데요.

   scale 부터 vertice, face, blocks, 경계조건의 이름 및 base type 설정까지 한 파일에서 설정할 수 있어요.

   또한 snappyHexMesh를 사용할때 기본으로 쓰이는 mesh여서 사용법을 잘 익혀두면 좋아요.

   질문은 댓글로 달아주시고 오늘도 끝까지 읽어 주셔서 감사해요.

 

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