유체의 수치해석에 대한 의문
- 글쓴이
- 사색자
- 등록일
- 2002-08-13 00:33
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제가 유체쪽을 살짝 다루고 Flow 3D를 이용해서 해석도 조금 합니다만, 아직도 수치해석을 통한 유체라는 것은 제 이해를 넘어서는 영역인거 같습니다.
Flow 3D로 해석할때, 살짝 해석적 파라메터들, 예를 들어, Convergence, Relaxation 변수등을 바꿔주거나, 혹은 non-uniform grid를 사용하였을때 너무나 다른 결과값들이 나오면 정말 당황스럽더군요.
Flow 3D에서는 VOF를 해석방법으로 사용하는데, 예를 들어 노즐이 있을때 도메인을 노즐 전체를 잡고 해석을 하였을때랑, 노즐 끝부분 mesh를 좀더 refine해서 해석했을때 결과값이 다르면 정말 난감합니다.
또, control volume의 크기를 바꿔주는 경우, 예를 들어, (경우 1) 노즐 전체를 domain 1으로 잡았을때와 (경우 2) 노즐의 끝부분 50%를 domain 2로 잡은 두가지 경우가 있을때, domain 1에서의 50%되는 부분의 시간에 따른 압력값들을 domain 2의 upstream boundary conditon으로 잡고 나서 같은 grid size로 재해석했을때 결과값이 다르게 나오면 정말 황당합니다.
반대로, 선형화된 Navier-Stokes를 이용하여 analytic solution을 구하여 대략적인 해를 구했을때, 수치해석값이 해석해와 너무 다르면 파라메터들을 바꿔주면 근사하게 나올때도 있습니다.
이럴때, 양심이 걸립니다. 과연 잘못된 수치해석때문에 결과같이 해석해와 다르게 나오는지 아니면 수치해석과 관련된 파라메터들을 바꿔줘서 나오는 근사값이 올바른 것인지...
비근한 예로, 1차원 advection식의 finite difference method를 통한 해석에 있어서, 어떤 해석방법을 쓰느냐에 따라서 최종 시간에 있어서 결과치가 달라지죠.
[참조: http://wms.ecmwf.int/newsevents/training/rcourse_notes/NUMERICAL_METHODS/NUMERICAL_METHODS/Numerical_methods3.html]
이런 문제들때문에 개인적으로는 수치해석을 통한 유체거동 실험은 대략적인 경향을 관찰하기 위한 참고자료로만 활용하고 있습니다. 결국, 인터넷에서 읽은 이 말이 떠오르네요.
"실험값은 모든 사람들이 신뢰한다. 실험을 한 사람을 빼고는..."
"수치해석값은 모든 사람들이 믿지 않는다. 그 코드를 만든 사람을 빼고는..."
이 말이 정답인거 같네요. :)
수치해석을 하시는 님들의 의견은 어떠한가요?
Flow 3D로 해석할때, 살짝 해석적 파라메터들, 예를 들어, Convergence, Relaxation 변수등을 바꿔주거나, 혹은 non-uniform grid를 사용하였을때 너무나 다른 결과값들이 나오면 정말 당황스럽더군요.
Flow 3D에서는 VOF를 해석방법으로 사용하는데, 예를 들어 노즐이 있을때 도메인을 노즐 전체를 잡고 해석을 하였을때랑, 노즐 끝부분 mesh를 좀더 refine해서 해석했을때 결과값이 다르면 정말 난감합니다.
또, control volume의 크기를 바꿔주는 경우, 예를 들어, (경우 1) 노즐 전체를 domain 1으로 잡았을때와 (경우 2) 노즐의 끝부분 50%를 domain 2로 잡은 두가지 경우가 있을때, domain 1에서의 50%되는 부분의 시간에 따른 압력값들을 domain 2의 upstream boundary conditon으로 잡고 나서 같은 grid size로 재해석했을때 결과값이 다르게 나오면 정말 황당합니다.
반대로, 선형화된 Navier-Stokes를 이용하여 analytic solution을 구하여 대략적인 해를 구했을때, 수치해석값이 해석해와 너무 다르면 파라메터들을 바꿔주면 근사하게 나올때도 있습니다.
이럴때, 양심이 걸립니다. 과연 잘못된 수치해석때문에 결과같이 해석해와 다르게 나오는지 아니면 수치해석과 관련된 파라메터들을 바꿔줘서 나오는 근사값이 올바른 것인지...
비근한 예로, 1차원 advection식의 finite difference method를 통한 해석에 있어서, 어떤 해석방법을 쓰느냐에 따라서 최종 시간에 있어서 결과치가 달라지죠.
[참조: http://wms.ecmwf.int/newsevents/training/rcourse_notes/NUMERICAL_METHODS/NUMERICAL_METHODS/Numerical_methods3.html]
이런 문제들때문에 개인적으로는 수치해석을 통한 유체거동 실험은 대략적인 경향을 관찰하기 위한 참고자료로만 활용하고 있습니다. 결국, 인터넷에서 읽은 이 말이 떠오르네요.
"실험값은 모든 사람들이 신뢰한다. 실험을 한 사람을 빼고는..."
"수치해석값은 모든 사람들이 믿지 않는다. 그 코드를 만든 사람을 빼고는..."
이 말이 정답인거 같네요. :)
수치해석을 하시는 님들의 의견은 어떠한가요?
다른 사람들 의견
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환비
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사색자님. 재밌는거 연구하시네요. 얼마전에 교수님이 자기밑의 원생들이 해석한 결과라면서 화려한 그래픽화면으로 유동의 움직임을 보여주더군요. navier-stokes 방정식을 이용했다고 꽤나 자랑스러워하면서 우리들에게 보여주던데..., 고민되네.. 취직이냐, 유체쪽으로 원생이 되느냐. ㅡ.ㅡ; 그 유체의 흐름은 정말 멋지던데.. 쩝~~
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환비
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아~~그리고 사색자님이 말한 점성과 저항의 정의는... 생각할 꺼리가 굉장히 많은것 같네요. ㅋㅋㅋ 흥미로운 주제라는 생각이 들었습니다. 점성+밀도+압력+온도+힘+etc ---> 저항+힘+에너지+etc ㅡ.ㅡ;
