A shock-focusing concave reflector is a simple and an effective tool in obtaining a high pressure pulse wave near the physical focal region. The phenomena pertain to shock wave focusing can be divided into two types. The first type occurs in the first geometric focal point of the concave reflector by a planar shock. In regard to the second type, an extracorporeal shock wave is generated at the first geometric focal point of the reflector. The reflected wave is subsequently focused around the second focal point. Many optical images and experimental data have been obtained by various investigators concerning the first type focusing. Considering the second type, however, measurement of field variables is not easy because the phenomenon occurs in a short duration and the magnitude of the shock wave varies pulse to pulse due to low reproducibility. Using a wave propagation algorithm and a Cartesian embedded boundary method, it has been shown that the present numerical results can replicate the experimental data. The numerical results have shown that various state variables such as pressure and density have enhanced an understanding and led to better design of the shock focusing devices.
충격파 집속에 사용되는 오목형 반사경은 형상은 단순하지만, 물리적인 초점 영역에서 강력한 압력파를 얻을 수 있는 효율적인 장치이다.
충격파 집속 현상은 두 종류로 나눌 수 있다.
첫 번째는 평면 충격파의 입사와 반사에 의해 오목형 반사경의 제 1초점에서 집속되는 현상이다. 두 번째는 반사경의 제 1초점 부근에서 발생된 체외 충격파가 반사, 전파되어 제 2초점에서 집속되는 현상이다. 첫 번째 형태의 충격파 집속 현상은 많은 연구자들의 연구를 통해 광학 사진 및 실험 데이터가 존재한다. 하지만, 두 번째 충격파 집속 현상은 충격파의 지속시간이 매우 짧고, 충격파의 강도를 매번 일정하게 발생시킬 수 없기 때문에 실험적으로 측정하기가 어렵고 수치적 방법으로 접근하기가 힘들다. 따라서, 본 논문에서는 파동 전파 알고리즘과 Cartesian embedded boundary method를 사용한 수치 해석을 통해 첫 번째 현상에 대한 실험과 유사한 결과를 보여주고, 충격파 반사와 충격파 집속에 대해 해석하였다. 이를 통해 두 번째 현상에 대한 수치 연구를 하였다. 수치 해석을 통해 충격파 집속 장치에 대한 이해를 돕고 설계에 도움을 줄 수 있다.
