HOME > 뉴스&이벤트
제목 Plume Modeling with MuSES 등록일 2016.11.17 10:03
글쓴이 (주)써모 조회 691

Plume Modeling with MuSES



적외선 신호 영역에 대한 플룸(Plume) 시뮬레이션은 차량, 선박 및 항공기의 작동 상태에 따라 중요한 복사 정보를 밝혀낼 수 있습니다. 예를 들어, 플룸은 타겟의 크기 및(또는) 신호 강도를 상당히 키울 수 있습니다. 매우 멀리 떨어진 선박의 굴뚝에서 수직으로 올라오는 플룸을 가정한다면, 지구의 곡률과 낮은 센서 위치 그리고 선박과의 거리에 의해 선박의 동체는 수평선 아래로 사라질 수도 있습니다. 하지만 수직으로 배출된 플룸은 수평선 위로 나타날 수 있습니다. 이 경우, 플룸을 시뮬레이션 하지 않는 경우와 비교해 명확하게 구분 가능한 적외선 신호가 나타납니다. 


MuSES는 배기 플룸의 복사, 그리고 플룸과 주변 물체가 접촉하여 발생하는 효과를 센서의 관측점에서 효율적으로 렌더링하여 완전한 제 1원리(First-principle)의 광선 추적 이미지를 제공합니다. 또한, 생성된 이미지를 바탕으로 contrast 및 다른 중요 평가 요소들을 계산할 수 있습니다.


plume0.png

플룸 복사를 계산하기 위하여 MuSES는 유체 체적 격자 및 이에 대응하는 온도와 화학종의 3차원 분포를 필요로 합니다. 요구되는 화학종은 다음과 같습니다: CO2, H2O 및 그을음(soot, 탄소 미립자). 실질적으로 전산 유체 역학(CFD) 툴이 압력, 온도 및 화학종의 농도에 대한 공간 분포를 예측하기 위하여 MuSES와 함께 사용됩니다. 그림 1은 MuSES를 이용하여 MWIR 대역으로 렌더링된 ZSU 탱크 및 플룸을 보여줍니다.



plume1.png


또한 플룸은 열 해석에 2차적인 영향을 줄 수 있습니다. 배기 가스가 지형이나 차량과 접촉할 때 표면 가열이 나타나며, 이러한 효과는 온도 및 복사 계산에 통합될 수 있습니다. 이를 위해, CFD 유동장 데이터는 표면 대류 계산 및 플룸 렌더링의 각각 다른 용도로 두 번 가져와야 합니다. 그림 2에서 몇 분 동안 엔진을 작동시킨 상태에서 주차된 차량을 시뮬레이션 하였으며, 배기가스는 지면에 접촉하여 "hot spot" 을 발생시킵니다. 지면 접촉에 의한 효과에 초점을 맞추기 위하여 플룸 유동장은 이미지상에 렌더링 되지 않았습니다.




plume2.png

동체(Hardbody)의 온도 분포 및 지형/배경 특성이 특정되면, 렌더링 설정은 플룸을 포함하도록 구성할 수 있습니다. Transient 시나리오의 경우, 일련의 렌더링은 서로 다른 타임 스텝으로 계산되어 (각 시간마다 다른종류의 플룸 파일을 적용가능) 복합적인 적외선 신호가 시간에 따라 어떻게 변하는지 검토할 수 있습니다. 그림 3은 MWIR 대역으로 렌더링된 트윈 제트 엔진 항공기와 플룸을 보여줍니다. 이러한 경우, 엔진 배출구가 관측되지 않는다면 플룸이 가장 강한 복사원이 될 것입니다.




장면(scene) 렌더링은 각 센서 픽셀에서 대기를 통과하여 장면 지오메트리(scene geometry) 까지 연결되는 가시선(line-of-sight) 의 경로 계산에서 시작합니다. 각 가시선은 플룸 체적을 통과할 수 있으며 최종적으로 표적, 지형 또는 하늘(sky dome)과 교차합니다. 이 과정에서 온도에 의한 방출, 협 대역(narrow band) 플룸 복사 그리고 대기 효과에 의한 영향이 포함됩니다. 이러한 방식으로 소스 복사, 플룸 복사 및 대기 복사/투과 등이 완전히 적용됩니다.


플룸 모듈은 표준 MuSES 라이선스에 포함됩니다. 그러나 CFD 분석 및 플룸 예측을 위해 리소스가 없는 경우 당사의 전문 엔지니어링 팀이 서비스 프로젝트를 통해 지원할 수 있습니다. 주저하지 말고 연락주세요!