2차원 충돌제트에서 LBE SRT와 MRT의 비교

초록

LBE (lattice Boltzmann equation) 입자들의 운동을 통계적으로 묘사한 Boltzmann 식에서 출발해 차분화된 공간 격자와 단순화된 단위 속도벡터로 이산화 하여 다양한 유동현상을 묘사하는 방법이다. LBE를 이용한 방법 중 가장 널리 알려진 방법은 SRT(Single relaxation time) 방법으로 LBE의 충돌항을 BGK(Bhatnagar Gross Krook)가 제안한 하나의 완화시간 τ로 제어하는 방식이다.(1) 그러나 SRT 방법은 점성계수와 직접적인 관련이 있는 완화시간 τ가 0.5에 가까워질수록 수치적으로 불안정해 지는 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 d’Humieres(2)가 제안한 다수의 완화시간으로 제어하는 MRT 방법이 있다. 본 연구에서는 SRT 방법과 MRT 방법을 비교하기 위해 다양한 Reynolds 수의 영역에 대해 충돌제트에서의 실험조건변화를 통해 검증해 보았다.