• 제목/요약/키워드: 가상 경계법

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가상경계법을 사용한 횡단 진동하는 실린더 주위의 유동 해석 (Immersed Boundary Method for Flow Induced by Transverse Oscillation of a Circular Cylinder in a Free-Stream)

  • 김정후;윤현식;;전호환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제43권3호
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    • pp.322-330
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    • 2006
  • Numerical calculations are carried out for flow past a circular cylinder forced oscillating normal to the free-stream flow at a fixed Reynolds number equal to 185. The cylinder oscillation frequency ranged from 0.8 to 1.2 of the natural vortex-shedding frequency, and the oscillation amplitude extended up to 20% of the cylinder diameter. IBM (Immersed Boundary Method) with direct momentum forcing was adopted to handle both of a stationary and an oscillating cylinder Present results such as time histories of drag and lift coefficients for both stationary and oscillating cases are in good agreement with previous numerical and experimental results. The instantaneous wake patterns of oscillating cylinder with different oscillating frequency ratios showed the synchronized wakes pattern in the lock-in region and vortex switching phenomenon at higher frequency ratio than the critical frequency ratio.

가상경계 격자 볼츠만 법을 이용한 채널 내 자유 낙하하는 2차원 원형 실린더의 운동 특성 (Numerical study on motion characteristics of a free falling two-dimensional circular cylinder in a channel using an Immersed Boundary - Lattice Boltzmann Method)

  • 정해권;하만영;윤현식;김성줄
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2489-2494
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    • 2008
  • The two-dimensional circular cylinder freely falling in a channel has been simulated by using Immersed boundary - lattice Boltzmann method in order to analyze the characteristics of motion originated by the interaction between the fluid and the solid. The wide range of the solid/fluid density ratio has been considered to identify the effect of the solid/fluid density ratio on the motion characteristics such as the falling time, the terminal velocity and the trajectory in the vertical and horizontal directions. In addition, the effect of the gap between the cylinder and the wall on the motion of two-dimensional circular cylinder freely falling has been revealed by taking into account a various range of the gap size. The Reynolds number in terms of the terminal velocity is diminished as the cylinder becomes close to the wall at the initial dropping position, since the repulsive force induced between the cylinder and wall constrains the vertical motion. Quantitative information about the flow variables such as the pressure coefficient and vorticity on the cylinders is highlighted.

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트렁크 연성 효과를 고려한 차실 음향 모델링에 관한 연구 (A Study on the Modeling of a Passenger Car Cavity with consideration of Trunk Coupling Effect)

  • 강상욱;이장무;김석현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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    • pp.300-305
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    • 1994
  • 차실 음향 공동의 특성을 유한요소법에 의해 해석하고자 할 때, 과거에는 차실 음향공동과 트렁크 음향공동과의 상호연성을 고려하지 않고, 두 공동의 경계면을 강체 경계조건으로 생각하여 해석 대상 모델을 차실 음향 공동만으로 국한시켰다. 이러한 해석 방법을 통해서는, 차실과 트렁크 공동이 완전히 밀폐되어 있지 않고 단지 뒷좌석에 의해 두 공동이 구별되어지는 차종에 대해서는 실험과 근접하는 유한요소해석 결과를 얻을 수 없다. 그러므로 차실 공동과 트렁크 공동의 경계면을 가상의 탄성벽 경계조건으로 생각하여 그 탄성벽을 통한 두 공동의 상호 연성을 고려하는 유한요소 모델을 구현하여야 한다. 실제로 트렁크가 차실에 미치는 연성효과를 고려하여 유한요소해석을 수행할 경우 차실의 고유진동수와 고유모드에 미치는 영향이 상당히 큰 것을 확인할 수 있었다. 이하 본 내용에서는 차실과 트렁크 공동, 그 사이의 탄성벽을 이론적으로 해석 가능한 1차원으로 모델링하여 실험 결과와 근접하는 3차원 유한요소 모델링 기법을 제시한다.

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유동 방향으로 놓여진 2개의 구를 지나는 유동에 대한 수치 해석적 연구 (Numerical Simulation of Flows Past Two spheres aligned in the streamwise direction)

  • 윤동혁;양경수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1418-1423
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    • 2004
  • A parametric study on the interactions of two spheres aligned in the streamwise direction is carried out using an immersed boundary method. The numerical results for the case of single sphere for the range of Re ${\leq}$ 300 are in good agreement with other authors' experimental and numerical results currently available. Then, our main investigation is focused on identifying the change of the vortical structures in the presence of a nearby sphere aligned in the streamwise direction for the range Re ${\leq}$ 220. It turns out that significant changes in physical characteristics are noticed depending on how close the two spheres are. In this paper, not only quantitative changes in the key physical parameters such as the force coefficients, but also qualitative changes in vortex structures are reported and analyzed.

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2개의 구를 지나는 유동에 대한 수치 해석적 연구 (I) -유동방향으로 놓여진 2개의 구- (Numerical Simulation of Flows Past Two Spheres (I) -Two Spheres Aligned in the Streamwise Direction-)

  • 윤동혁;양경수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권2호
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    • pp.247-254
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    • 2005
  • A parametric study on the interactions of two spheres aligned in the streamwise direction is carried out using an immersed boundary method. The numerical results for the case of single sphere for the range of $Rs{\le}300$ are in good agreement with other authors' experimental and numerical results currently available. Then, our main investigation is focused on identifying the change of the vortical structures in the presence of a nearby sphere aligned in the streamwise direction for the range $Re{\le}300$. It turns out that significant changes in physical characteristics are noticed depending on how close the two spheres are. In this paper, not only quantitative changes in the key physical parameters such as the force coefficients, but also qualitative changes in vortex structures are reported and analyzed.

2개의 구를 지나는 유동에 대한 수치 해석적 연구 (II) - 일반적인 각도로 2개의 구를 지나는 유동 - (Numerical Simulation of Flows Past Two Spheres (II) -Two Spheres Arbitrarily Positioned-)

  • 윤동혁;양경수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권12호
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    • pp.1313-1320
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    • 2005
  • In this investigation, we studied the wake interactions incurred by two nearby spheres at Re=300. We considered all possible arrangements of the two spheres in terms of the distance between the spheres and, the angle inclined with respect to the flow direction. It turns out that significant changes in shedding characteristics are noticed depending on how the two spheres are positioned. In this study, not only quantitative changes in the key physical parameters such as force coefficients and shedding frequencies, but also qualitative changes in shedding patterns are analyzed and reported.

주기적인 경계조건을 사용하는 수치모사에서 계산영역 크기의 영향 (Effect of domain size on flow characteristics in simulating periodic obstacle flow)

  • 최춘범;장용준;한석윤;김진호;양경수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2477-2482
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    • 2008
  • Effect of computational domain size in simulating of periodic obstacle flow has been investigated for the flow past tube banks. Reynolds number, defined by freestream velocity (U) and cylinder diameter (d), was fixed as 200, and center-to-center distance (P) as 1.5d. In-line square array was considered. Drag coefficient, lift coefficient and Strouhal number were calculated depending on domain size. Circular cylinders were implemented on a Cartesian grid system by using an immersed boundary method. Boundary condition is periodic in both streamwise and lateral directions. Previous studies in literature often use a square domain with a side length of P, which contains only one cylinder. However, this study reveals that size is improper. Especially, RMS values of flow-induced forces are most sensitive to the domain size.

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다양한 적층 배열을 갖는 복합 신소재 판 구조물의 유한차분 비선형 해석 (Finite Difference Nonlinear Analysis of Composite Plate Structures with Various Layer Sequences)

  • 이상범;이상열;이래철
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.159-168
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    • 2005
  • 본 연구는 다양한 적층 배열을 갖는 비등방성을 보이는 첨단 복합 신소재 판구조물의 유한 차분 비선형 해석을 수행한다. 복잡한 편미분 방정식으로 표현되는 역학문제들을 수치해석 하는 경우 본 연구에서 사용한 유한차분법은 유한요소법에 비하여 체눈 생성 및 수치적분 과정을 피할 수 장점을 갖는다. 유한차분법을 이용한 많은 연구들은 단지 에너지 방법을 사용한 고정 혹은 단순 경계조건에 대하여 수행되었다. 그러나 이러한 접근방법은 자유경계에 대하여 불가피하게 발생하는 가상점 문제를 충분히 만족시킬 수 없다. 그러므로 본 연구에서는 임의의 경계조건을 갖는 비등방성 복합 적층한의 비선형 거동 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있는 유한차분식을 정식화 하였다. 적층 배열 변화를 비롯한 다양한 매개변수에 대하여 본 연구에서 제안한 접근방법을 사용하여 적층판의 복잡한 비선형 거동을 분석하였다.

방사형 영역 분할법에 의한 자연영상에서의 보도 경계선 검출 (Detection of Pavement Borderline in Natural Scene using Radial Region Split for Visually Impaired Person)

  • 원선희;김계영;나현숙
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.67-76
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    • 2012
  • 본 논문에서는 보행자에 장착된 카메라로부터 입력된 자연영상에서 외부 환경 변화에 강인한 적응적인 보도 경계선 검출 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 두 단계로 구성되어 안정적으로 보도 영역을 분할한다. 첫 번째 단계에서는 복잡한 외부 환경에 강인하도록 적응적인 임계치를 이용하는 에지 검출 방법을 통해 소실선과 소실점을 추출한다. 두 번째 단계에서는 소실점에 기반하는 VRay를 이용한 방사형 영역 분할법을 통해 보도의 경계선을 검출한다. 성능평가를 위해서는제안된 에지 검출 방법과 케니 에지 검출기와의 비교를통해 제안된 방법이 외부 환경의 조명조건 변화에 강건함을 확인하였으며, VRay의 가상 광선의 길이 변화에 따른 영역분할 결과를 비교하여 방사형 영역 분할법의 타당성을 입증하였다.

시간 영역 음향 경계요소법에서의 비유일성 문제 해결을 위한 방법에 관하여 (On the Solution Method for the Non-uniqueness Problem in Using the Time-domain Acoustic Boundary Element Method)

  • 장해원;이정권
    • 한국음향학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • Kirchhoff 적분식을 이용하여 외부 음향 문제의 시간 영역 응답을 계산하는 경우, 주파수영역 해석과 마찬가지로 가상적인 내부 음향 모드에 기인한 비유일성 문제가 발생한다. 이를 해결하는 방법들 중의 하나로서 CHIEF(Combined Helmholtz Integral Equation Formulation) 방법이 쓰이는데, 이는 몇몇 내부 수음점의 응답을 0으로 추가하여 구속하는 조건을 부가하는 기법이다. 이 기법은 주파수 영역 경계요소법에서는 간편한 수식 때문에 많이 사용되고 있지만, 시간 영역에서는 사용된 예가 없다. 본 연구에서는 대상체 내부의 가상 수음점과 경계 표면의 절점들간의 최소 거리에 대한 지연시간을 고려하여, 계산하고자 하는 미지수인 현재 시간의 경계 표면 음장을 구속함으로써, 시간 영역 해석에 적합하도록 CHIEF 방법을 수식화하였다. 예제로서, 반지름 방향으로 진동하는 구의 음향 방사 문제를 다루었다. CHIEF 방법을 적용함에 따라 저차의 내부 음향 모드에 기인한 비유일성 문제를 해결할 수 있었고, 비요동 모드에 의한 수치적 불안정성을 피할 수 있었다. 그러나, 유효주파수 밖에 남은 내부 음향의 고차모드들에 의한 수치적 불안정성은 증가하였다.