Efficient Hole Searching Algorithm for the Overset Grid System with Relative Body Motion

Object X-ray method commonly used for hole search in overset grids requires huge amount of time due to complicated vector calculations to search the cross-points as well as time-consuming hole search algorithm with respect to background grids. Especially, when the grid system is in motion relative to the background, hole points should be searched at every time step, leading to hung computational burden. To cope with this difficulties, this study presents an efficient hole search algorithm mainly designed to reduce hole searching time. To this end, virtual surface with reduced grid points is suggested and logical operators are employed as a classification algorithm instead of complicated vector calculations. In addition, the searching process is further accelerated by designating hole points in a row rather than discriminating hole points with respect to each background grid points. If there exists a relative motion, the present algorithm requires much less time because only the virtual surface needs to be moved at every time step. The hole searching time has been systematically compared for a few selected geometries.

상대운동이 있는 중첩격자계에 효율적인 Hole Searching Algorithm 개발

Overset 격자계에서 사용되는 Object X-rays Method는 홀점 탐색의 일부인 교차점 탐색에 복잡한 벡터계산을 사용하고 개별 배경격자점에 대하여 물체 내외부를 판별하여 홀점을 탐색하므로 많은 시간이 소요된다. 특히 격자의 상대운동이 있을 경우 매 시간간격 마다 홀점 탐색을 수행해야 하므로 계산 시간이 가중된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 홀점 탐색시간을 줄일 수 있는 효율적인 탐색 알고리즘을 제안한다. 빠른 탐색을 위해 격자점 수가 줄어든 가상의 표면을 사용하고 복잡한 벡터계산을 통한 교차점 탐색 대신 논리연산자를 사용하는 내외부 판별법을 사용하였다. 또한 개별 배경격자점에 대해 홀점 판별을 수행하는 대신 일괄로 홀점을 지정하여 탐색속도를 향상시켰다. 물체의 상대운동이 있을 경우 가상의 표면이 상대 운동하여 기존 방법에 비해서 홀점 탐색시간을 감소시킬 수 있었다. 임의의 2차원, 3차원 형상에 대하여 기존의 hole searching 알고리즘과 홀점 탐색속도를 비교한 결과를 제시하였다.