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Gug-Young / Shallow_water_with_viscosity

Simulations for dam breaks and viscous fluids
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발표 피드백 및 앞으로 할것들 #8

Open DmStrkIndstrs opened 2 years ago

DmStrkIndstrs commented 2 years ago

[유체 시뮬레이션]

  1. 나비에 스톡스 방정식 근사하는 과정 설명하기
  2. 유체 시뮬레이션 유체 압력이 표현되지 않는 이유 (아마도 표면만 공식을 짰기 때문) -> 나비에 스톡스 방정식을 풀던지, shallow water eq를 여러번 겹쳐서 풀던지
  3. 시뮬레이션 하는 방법 발표 순서를 바꾸던가 제외하기

[발표 전까지 할것]

  1. 그룹활동일지 제작해서 제출하기(사진찍기!)

  2. 6월 17일 발표 -> 외부 평가자가 있으니까 설명을 좀 자세하게!

  3. 발표와는 다른 보고서를 작성할 것이다(건조하게) 수식이랑 이런거 넣고

Gug-Young commented 2 years ago
  1. simulation에서 프로그램 돌린 부분 label추가, x라벨, y라벨
  2. Navier - stocks equation에서 2D로 해본것과 비교 --> navier stokes equaition 2d numerical simulation 찾고 구현하기
  3. shallow water equation은 유체의 수직 길이가 수평길이에 비해서 작기 때문에 유체의 수직에 대한 압력의 변화는 거의 없으며, 수직에 대한 속도 성분은 없다고 가정한다. 좀더 정확하게 찾아보고(해야함) , 홍주유 교수님께 검토 맞기(희망) --> shallow water equation유도가정 넣기
Gug-Young commented 2 years ago

wet bed와 dry bed에서의 차의 때문에 나타나는 현상 같음. image [Garoosi, F., Mellado-Cusicahua, A. N., Shademani, M., & Shakibaeinia, A. (2022). Experimental and numerical investigations of dam break flow over dry and wet beds. International Journal of Mechanical Sciences, 215, 106946.] dry bed에서는 다음과 같이 아랫부분이 밀려나가는 경향이 강하며, shallow water equation에서 시뮬레이션 했을경우, image 다음과 같이 나온다.

반면 wet bed에서는 경향이 다른데 image 다음과 같이 턱이 있는 것처럼 파도가 흘러가게 된다. 실제 댐이 무너진경우에서는 밑면부터 위의 순서로 무너지게 되어서 초기 조건이 경사를 준다고 생각해야 한다. 따라서 초기 조건을 flat하지 않게 했을경우 실제 경향과 유사하게 나올것이라고 생각한다.

Gug-Young commented 2 years ago

navier stockes방정식으로 시뮬레이션으로 했을때의 장점(hydro jump)과 단점(계산 코스트,)에 대해서 이야기 하고, shallow water equation을 왜 쓰는지, 쓸수 있는 상황은 무엇인지 더 자세 하게 말하기

hydro jump (맞는지는 좀더 확인 필요) image at shallow water equation

image at navier stockes equation

Gug-Young commented 2 years ago

Navier stocks equation이 아니라 Saint venant equation에 대해서 푼 이유 2D (x,z)로 구성되어 있어도, SVE의 경우 x축에 대해서만 생각하면 되어서 간단하다.

NS의 경우 현제는 kappa-epsilon turbulence model등 여러 게임 및 시뮬레이션 등에 여러 곳에서 사용되며, 실제와 비슷할 정도로 구현해 놓았다. K-E모델에서 고려할 부분은 2D여도 고려해야 할 것이, 공기와 액체, 어느 정도 영향을 차지하고 있는가, 속도에 의해서 압력의 변화는 어떠한가등 SVE에 비해서 고려해야 할 부분이 많으며, 무엇보다도 시뮬레이션 한 결과를 어떤 것을 기준으로 보아야 하는지 감이 안왔다. 또한 액체의 흐름에 의해서 2d에서는 xz평면에 대해서 와류가 생성되는데 이 힘에 대한 상수 turbulent Prandtl numbers가 액체의 점도가 달라질경우 어떻게 변하는지 불확실 하며, 또한 어떠한 상수이고 어디서 왔는지 배운 지식안에 없기 때문에 선택하지 않았다.

기본적인 NS솔루션로만 풀 경우 Hirt Nichols - 1981 - Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of f(1).pdf 가능할거 같긴한데, 여전히 소스를 추가를 어떻게 해야하는지 감이 안온다. 또한 지형지물 역시 마찮가지다. 그나마 dam break simulation을 통해서 비교해 볼 수 있을것 같다.

근사가 있더라도 그나마 손쉽게 다룰수 있는 SVE의 경우 Navier stocks equation으로 2d flow에 대해서 x,z 2D에 대해서 다룰경우 근사를 통해서 x축에 대해서 다룰 수 있으며, 소스 및, 점성항을 자유롭게 조절이 가능하다.

Gug-Young commented 2 years ago

만약 NS를 simulation한다면 VOF방법중에서, SOFA method나 young's VOF method를 사용할 것 같다 Fluid Flow in a Tank Coupled to Ship Motions.pdf 이 방법에 대해서 좀더 조사해 봐야 하겠다. 또한 PPT에 넣을수 있으면 좋을듯

source code 및 방법에 대해서 조사하기

tierrafeliz commented 2 years ago

[ ppt에 추가해야 할 내용 ] : 지금까지 한 시뮬레이션의 교육적인 효과에 대한 내용 마지막에 넣기.

[ 발표의 순서/ppt 내용의 순서 ] : ( 전산물리 수업처럼 )시뮬레이션 상황 설명-->이론 설명(식에 대한 설명 후 수치해석법 설명)-->시뮬레이션에 대한 설명(코드 짠 것에서 중요한 부분 발췌-->그로 인한 시뮬레이션 결과 설명)-->교육적인 효과