Wave-absorbing Layer (Sponge Layer) at Outflow Boundary
유출 경계에서의 파 흡수 층(스펀지 층)
주기적 진행파가 유출경계에 도달할 때, 원하지 않는 반사파가 경계조건에서 다소 발생할 수 있다. 결과적으로 관심지역내의 파형은 불규칙하게 되고 계산 영역 내 유체 체적은 상당한 보존문제를 겪을지도 모른다. 파 흡수 층 또는 스펀지 층은 파동을 흡수하기 위해 유출경계 앞에 설치되는 특수지역이며 이는 경계로부터의 반사파를 감소시킨다. Theory 매뉴얼 부분 중 Wave-absorbing Layer (Sponge Layer) at Outflow Boundary에서 기술된 바와 같이 흡수는 파동을 소산시키는 인위적인 선형 감쇠력에 의해 이루어진다. 유출경계조건(방사 경계조건)이 동시에 경계에서 사용되면 가장 효과적으로 작동한다.
파 흡수 층은 파 흡수 요소라고 불리는 특수 형상요소에 의해 정의된다. 이는 완전히 유체유동에 열려있으나 파동을 감쇠시킨다. 이 면적과 체적율은 1이다. 이 요소는 유출경계 또는 외부로까지 확장되어야 한다. 유연성을 위해 요소는 STL과 기초요소형태를 사용하는 다중 부 요소로 정의될 수 있고 형상은 임의이다. 그러나 대부분 응용에서 단지 단순한 직교 블럭이 이용된다. 하류 방향에서의 층 두께는 한 파장길이로만 권해진다. 요소 형태는 아래 보여진 바와 같이 Component #트리에서 Sponge layer 로 선택되어야 한다.
파 흡수 변수를 정의하기 위해 흡수 층 시작 면의 한 점과 파동의 하류방향(유출경계를 향한)이 지정되어야 한다. 시작 면은 사용자가 지정한 점을 지나고 유출경계에 평행한 수직면이며 마지막 면은 유출 경계이다. 파 감쇠는 단지 두 면 사이간 흡수요소가 위치한 지역 내에서만 발생한다. Component Properties 창을 찾기 위해 Model Setup → Mesh & Geometry 로 이동한다. Wave Absorbing Properties 를 클릭하고 component #를 선택한다. 편집상자에서 Starting Point (시작면 상의 점)를 위해 x, y 및 z 좌표 및 하류방향 벡터를 입력한다.
사용자는 파 흡수 층의 시작과 마지막 면에서의 감쇠 계수 값을 정의해야 한다. 흡수 층 내에서 감쇠 값은 선형 보간에 의해 코드 내에서 평가된다. 감쇠계수의 하류방향으로 선형 증가는 더 효과적으로 파 반사를 감소시킨다. 아래 보여진 편집상자에서 시작과 끝 면에서의 감쇠계수를 입력한다. 이들의 기본값은 각각 0.0과 1.0 (단위 1/초) 이다.
파 흡수 층은 배경 흐름을 감쇠하기 위한 것이 아니다. 파 흡수 층 내의 유동속도가 알려져 있으면 Background Stream Velocity 밑에서 x, y 그리고 z 요소를 입력하고 Calculated 를 선택 취소한다. 기본값으로 이들은 0이다. 흐름이 존재하고 속도가 흡수 층에서 알려져 있지 않을 때만 코드가 흐름속도를 계산하기 위해 Calculated 를 체크한다.