• Title/Summary/Keyword: 불연속 격자

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Study on Interpolation Methods for Discontinuous Grids in Preprocessing and Postprocessing of Numerical Modeling (수치모의의 전처리와 후처리를 위한 불연속 격자에서의 보간법에 대한 고찰)

  • Kim, Tae Beom;Kim, Il-Hwan;Lee, Jae-Beom;Yang, Jeong-Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.289-289
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    • 2017
  • 자연 현상을 연구 대상으로 하는 공학적인 접근법이나 과학적인 접근법에 있어서 컴퓨터를 활용한 수치모의는 이제 거의 모든 분야에서 활용되고 있으며, 복잡한 자연 현상을 해석하고 예측하기 위한 필수적인 하나의 도구로 자리매김하고 있다. 하지만, 컴퓨팅 기술의 눈부신 발전에도 불구하고, 과거에 개발되어 현재까지도 활용되고 있는 기술의 보완점은 항상 제기되고 있으며, 또한 필요성에 의한 새로운 기술들이 끊임없이 새롭게 개발되고 있다. 하천 또는 지하수 모의를 위해서 모형을 구축할 때 가장 기본적이며, 가장 중요한 준비 과정은 모의 영역에 대한 격자 형성이다. 연속성을 지닌 모의 대상을 수치적으로 접근하기 위해서는 연속성을 가정한 불연속적인 격자를 생성하는 과정이 반드시 필요하며, 연속성을 지닌 자료로부터 이산적인 자료를 얻어 내삽과정을 통해 격자점에 할당하게 된다. 모의준비 과정뿐만 아니라 모의 결과의 활용과정에서도 내삽이 필요할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 trend-surfaces법, 역거리 가중치법, spline법 등 기존에 알려진 공간자료 보간법들을 지형 자료 또는 지하수위 자료 등의 2차원 공간 자료에 적용하여 비교, 분석하며, 보다 효과적인 내삽기술에 대해서 알아보고자 한다.

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Analysis of Dielectric Waveguide Gratings with a Ferrite Layer (페라이트 층을 갖는 유전체 슬랩 도파관 격자 구조의 해석)

  • Yun, Sang-Won
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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    • v.26 no.7
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    • pp.8-12
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    • 1989
  • In this paper, dielectric waveguide gratings, which can be applied to the nonreciprocal devices such as isolators, are proposed. Those grating structures can be considered as cascade connections of step discontinuities between uniform dielectric waveguides and another uniform dielectric waveguides with a ferrite layer. Therefore, the nonreciprocal scattering characteristics of such gratings can be obtained form the scattering characteristics of step discontinuities and uniform dielectric wave guides. For the periodic grating structures, band-reject characteristics can be located inside or outside the frequency range of interest. Numerical analyses are performed at 35GHz and experimental results at X-band are also presented.

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DEVELOPMENT OF AN HIGH-ORDER IMPLICIT DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD ON UNSTRUCTURED MESHES (비정렬 격자계에서 고차 정확도의 내재적 불연속 갤러킨 기법의 개발)

  • Lee, H.D.;Kwon, O.J.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.12 no.3
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    • pp.29-40
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    • 2007
  • An implicit discontinuous Galerkin method for the two-dimensional Euler equations was developed on unstructured triangular meshes. The method can achieve high-order spatial accuracy by using hierachical basis functions based on Legendre polynomials. Numerical tests were conducted to estimate the convergence order of numerical solutions to the Ringleb flow and the supersonic vortex flow for which analytic solutions are available. Also, the flows around a 2-D circular cylinder and an NACA0012 airfoil were numerically simulated. The numerical results showed that the implicit discontinuous Galerkin methods couples with a high-order representation of curved solid boundaries can be an efficient method to obtain very accurate numerical solutions on unstructured meshes.

DEVELOPMENT OF HIGH-ORDER ADAPTIVE DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD FOR UNSTEADY FLOW SIMULATION (비정상 유동 해석을 위한 고차정확도 격자 적응 불연속 갤러킨 기법 개발)

  • Lee, H.D.;Choi, J.H.;Kwon, O.J.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2010.05a
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    • pp.534-541
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    • 2010
  • A high-order accurate Euler flow solver based on a discontinuous Galerkin method has been developed for the numerical simulation of unsteady flows on unstructured meshes. A multi-level solution-adaptive mesh refinement/coarsening technique was adopted to enhance the resolution of numerical solutions efficiently by increasing mesh density in the high-gradient region. An acoustic wave scattering problem was investigated to assess the accuracy of the present discontinuous Galerkin solver, and a supersonic flow in a wind tunnel with a forward facing step was simulated by using the adaptive mesh refinement technique. It was shown that the present discontinuous Galerkin flow solver can capture unsteady flows including the propagation and scattering of the acoustic waves as well as the strong shock waves.

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HIGH-ORDER ACCURATE SIMULATIONS OF BLADE-VORTEX INTERACTION USING A DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD ON UNSTRUCTURED MESHES (비정렬 격자계에서 고차정확도 불연속 갤러킨 기법을 이용한 블레이드-와류 간섭 현상 모사)

  • Lee, H.D.;Kwon, O.J.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.03a
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    • pp.57-70
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    • 2008
  • A high-order accurate Euler flow solver based on a discontinuous Galerkin finite-element method has been developed for the numerical simulations of blade-vortex interaction phenomena on unstructured meshes. A free vortex in freestream was investigated to assess the vortex-preserving property and the accuracy of the present flow solver. Blade-vortex interaction problems in subsonic and transonic freestreams were simulated by adopting a multi-level solution-adaptive dynamic mesh refinement/coarsening technique. The results were compared with those of other numerical and experimental methods. It was shown that the present discontinuous Galerkin flow solver can preserve the vortex structure for significantly longer vortex convection time and can accurately capture the complex unsteady blade-vortex interaction flows, including generation and propagation of acoustic waves.

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HIGH-ORDER ACCURATE SIMULATIONS OF BLADE-VORTEX INTERACTION USING A DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD ON UNSTRUCTURED MESHES (비정렬 격자계에서 고차정확도 불연속 갤러킨 기법을 이용한 블레이드-와류 간섭 현상 모사)

  • Lee, H.D.;Kwon, O.J.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.10a
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    • pp.57-70
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    • 2008
  • A high-order accurate Euler flow solver based on a discontinuous Galerkin finite-element method has been developed for the numerical simulations of blade-vortex interaction phenomena on unstructured meshes. A free vortex in freestream was investigated to assess the vortex-preserving property and the accuracy of the present flow solver. Blade-vortex interaction problems in subsonic and transonic freestreams were simulated by adopting a multi-level solution-adaptive dynamic mesh refinement/coarsening technique. The results were compared with those of other numerical and experimental methods. It was shown that the present discontinuous Galerkin flow solver can preserve the vortex structure for significantly longer vortex convection time and can accurately capture the complex unsteady blade-vortex interaction flows, including generation and propagation of acoustic waves.

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DEVELOPMENT OF IMPLICIT DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD ON UNSTRUCTURED MESHES (비정렬 격자계에서 내재적 불연속 갤러킨 기법의 개발)

  • Lee, H.D.;Kwon, O.J.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2007.04a
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    • pp.30-40
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    • 2007
  • The implicit discontinuous Galerkin method for the two-dimensional Euler equations was developed on unstructured triangular meshes, which can achieve higher-order accuracy by wing hierachical basis functions based on Legendre polynomials. Numerical tests were conducted to estimate the convergence order of numerical solutions to the Ringleb flow and the supersonic vortex flow for which analytic solutions are available. And, the flows around a circle and a NACA0012 airfoil was also numerically simulated. Numerical results show that the implicit discontinuous Galerkin methods with higher-order representation of curved solid boundaries can be an efficient higher-order method to obtain very accurate numerical solutions on unstructured meshes.

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Numerical analysis of shallow-water flow over the square-edged broad-crested weir (직각 광정 위어를 지나는 천수 흐름의 수치 해석)

  • Hwang, Seung-Yong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.55 no.10
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    • pp.811-821
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    • 2022
  • Accuracy of a numerical model with the Hwang's scheme of directly analyzing discontinuous topography could be enhanced by introducing a flux correction coefficient that accounted for the deviation of actual pressure from hydrostatic distribution acting on the front of discontinuous topography. The optimal coefficient was determined from 218 experimental runs for square-edged broad-crested weir and simulation with it showed good agreement with another two square-edged broad-crested weir experiments and an unsteady side-weir experiment. This enabled accurate numerical simulation of shallow-water flow over the discontinuous river structure, such as square-edged broad-crested weir, without alleviating discontinuous topography with refined meshes or imposing internal boundary conditions.

Numerical simulation of shallow-water flow over perpendicular broad-crested weir (직립 광정 위어를 지나는 천수 흐름의 수치 모의)

  • Hwang, Seung-Yong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.248-248
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    • 2022
  • Hwang(2015)은 불연속 지형을 지나는 천수 흐름의 수치 해석에서 불연속 전면에 의한 추력(thrust)에 주목하여 그 영향을 흐름률(flux) 계산에 반영하는 새로운 기법을 제시하였다. 이 기법 덕분에 수심 적분 모형으로도 계단이나 보와 같이 직립한 하천 구조물의 불연속면을 경사로 완화하지 않고 직접 모의할 수 있다. 직립 측면 위어 실험에 Hwang(2015)의 기법이 적용됨으로써 연직면을 경사면으로 완화하여야 하는 기존의 수심 적분 모형에 비해 계산 격자 개수가 53%로 줄었다(Hwang, 2019). Hwang(2019)은 기존 모형과 비교를 통해, 정확도를 어느 정도 유지하면서도, 소요된 계산 시간이 20%에 불과하다고 주장하였다. 여기에서는 보다 다양한 직립 광정 위어 실험에 적용하여 수심 적분 모형에 의한 월류량을 검토하고자 한다.

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Developement of a 2D Numerical Model Using th WAF Method (WAF기법을 이용한 2차원 유한체적모형의 개발)

  • Han, Kun-Yeun;Kim, Byung-Hyun;Kim, Tae-Hyung;Lee, Dong-Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1742-1746
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    • 2008
  • 지금까지의 대부분의 2차원 수리해석 모형은 상류와 사류가 혼재된 불연속적인 천이류 흐름을 해석하기에 계산의 정확도 및 현실성에서 많은 문제를 보이고 있으며, 특히 계산과정에서 나타날 수 있는 마른하도의 처리에 있어서 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구의 목적은 유한체적기법을 사용하여 상류와 사류가 혼재하는 불연속적인 하천 천이류를 안정적으로 해석하기 위해 개발된 고정확도 수치모형의 자연하도 적용에 있으며, 또한 마른 하도로 전파되는 흐름 모의 및 계산과정에서 나타날 수 있는 마른하도 처리의 어려움을 해결함으로써 모형의 정확도와 안정성을 검증하여 실제 하천에서의 모형 적용성을 검토함에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 흐름의 전파양상을 정확하게 반영할 수 있는 상류이송기법인 Godunov 기법과 관심격자의 좌우 격자 정보를 모두 사용하는 대표적 중앙차분기법인 Beam-Warming 기법의 장점을 모두 반영한 가중평균흐름률 (Weighted Average Flux) 기법을 사용하여 사각격자망의 구성을 통해 자연하도에 적용시킬 수 있는 2차원 유한체적모형을 개발하고자 하였고, 개발된 모형의 안정성, 정확도, 적용성을 검증하기 위해 직사각형 수로, 큰 사행비를 가진 만곡수로에 적용하고, 그 결과를 수리모형 실험결과와 비교, 분석하였다.

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