23-2 아주대 전산열유체역학 Project 3(Flow over a two-dimensional vehicle)

1. 서론

전산열유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)은 유체의 흐름과 열전달 현상을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분석하는 과학기술이다. 최근 자동차 산업에서는 차체의 공기역학적 특성을 최적화하여 연비 향상과 배기가스 배출 저감에 큰 관심이 집중되고 있다. 특히, 차량의 전면부와 측면을 흐르는 공기 흐름을 정확히 파악하는 것이 중요한데, 이는 공기저항을 줄이고 안전성을 높이기 위한 핵심 요소이다. 전통적으로 풍동 실험이 많이 활용되었으나, 높은 비용과 시간, 제한된 변수 조절의 한계성으로 인해 CFD가 대안으로 떠오르고 있다. 실제로 현대 자동차 업체들은 CFD를 이용하여 차량 설계 초기 단계에서부터 다양한 차체 형상에 따른 공기저항 계수(Cd)를 계산하고 있다. 예를 들어, 2020년 미국의 한 자동차 제조업체는 CFD 분석을 통해 차체 디자인 변경 후 공기저항이 평균 8% 감소하는 성과를 얻었다. 또한, CFD는 차량 외형뿐 아니라, 차량 내부의 열분포 및 배기 가스 흐름 분석에도 활용되어 전반적인 성능 향상에 기여한다. 본 연구는 이러한 전산 유체 역학 기법을 활용하여 2차원 차량 모형을 대상으로 유동 특성을 정밀하게 평가하고, 최…