원자력 발전소에서 발생하는 유체-구조물 상호작용 문제를 해결하기 위한 1단계 프로그램 개발을 수행하였다. 특히, 본 연구의 현 단계에서는 아래의 업무를 중점적으로 수행하여 완료 하였다.
1 FSI 문제를 풀이하기 위한 LBM-FEM 간의 효율적인 연계기법 개발
2. LBM을 이용하여 불규칙 하거나 복잡한 유체 유동영역을 모델링 하기 위한 방법 개발
3. LBM에 난류모델을 적용하기 위한 방법 개발
4. FSI문제를 해석하기 위한 beam또는 shell 유한요소 모델 개발
복잡한 유체 영역을 모델링 할 수 있도록 새로운 Lattice Boltzmann 방법을 개발하였다. 새로 개발된 기법은 유한요소법에 기반을 둔 FELBM과 무요소법에 기반을 둔 EFLBM 이다. 개발된 기법에 대한 자세히 소개하고 예제문제를 통해 검증하였다. 두 가지 방법 모두 복잡한 유체영역과 구조물 영역을 모델링 할 수 있다. 또한 FELBM 을 이용하여 입구 및 출구 유체영역에 대한 속도 및 압력 경계조건을 부과하기 위한 연구가 이루어 졌다. 경계조건을 어떻게 부과하는지에 대한 자세 한 방법을 제시 하였다. 특히 3 차원 문제에 대한 경계조건도 다루었다. 몇가지의 난류모델에 대한 FELBM 에의 적용성을 검토한 결과 혼합거리 대수 모델을 최적의 모델로 선정하였으며 이에 대한 테스트를 수행하였다. 마지막으로 구조물 FEM 해석뿐만 아니라 유체-구조물 상호작용 모델을 제시하고 다양한 예제문제를 해석하였다.