• Title/Summary/Keyword: 수치적 불안정성

Search Result 124, Processing Time 0.031 seconds

THREE DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF WAKES OVER A CIRCULAR CYLINDER IN THE B-MODE USING HIGH ORDER SCHEME (고해상도 수치기법에 의한 B-Mode 영역에서 원형실린더 주위의 3차원 후류 유동특성 연구)

  • Kim, T.S.;Lee, S.S.;Kim, J.S
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
    • /
    • 2008.03a
    • /
    • pp.50-56
    • /
    • 2008
  • 본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 300${\sim}$1000범위에서 고차 고해상도기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.

  • PDF

THREE DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF WAKES OVER A CIRCULAR CYLINDER IN THE B-MODE USING HIGH ORDER SCHEME (고해상도 수치기법에 의한 B-Mode 영역에서 원형실린더 주위의 3차원 후류 유동특성 연구)

  • Kim, T.S.;Lee, S.S.;Kim, J.S.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
    • /
    • 2008.10a
    • /
    • pp.50-56
    • /
    • 2008
  • 본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 $300{\sim}1000$범위에서 고차 고해상도 기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.

  • PDF

안정적 좌굴 모델을 통한 저감쇠 직물 시뮬레이션

  • Choe, Gwang-Jin;Go, Hyeong-Seok
    • Journal of the Korea Computer Graphics Society
    • /
    • v.8 no.1
    • /
    • pp.37-45
    • /
    • 2002
  • We present a cloth simulation technique that is very stable yet also responsive. The stability of the technique allows the use of a large fixed time step when simulating various types of fabrics and character motions. The animations generated using this technique are strikingly realistic. Wrinkles form and disappear in a quite natural way, which is the feature that most distinguishes textile fabrics from other sheet materials. Significant improvements in both the stability and realism were made possible by overcoming the post-buckling instability as well as the numerical instability. The instability caused by buckling arises from a structural instability and therefore cannot be avoided by simply employing an implicit method. Addition of a damping force may help to avoid instabilities; however, it can significantly degrade the realism of the cloth motion. In this paper, a new buckling model based on immediate buckling assumption is proposed. A cloth element is assumed to reach a stable configuration immediately once it begins to buckle. This assumption makes it possible to simulate the fabric buckling stably without introducing any fictitious damping force. Consequently, it produces highly responsive cloth motion as well as improves the stability by modeling the fabric-specific buckling property adequately.

  • PDF

외뿔소자리 신성 1975의 다단계 분출 현상의 이론적 고찰

  • Kim, Sun-Uk
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
    • /
    • 2010.04a
    • /
    • pp.117-117
    • /
    • 2010
  • 외뿔소자리 신성 1975는 발견 당시에는 백색왜성과 적색왜성의 근접쌍성계인 것으로 알려졌으나, 엑스선 관측과 그에 따른 표준 정류 상태 원반 모형에 근거한 해석으로 중성자별 또는 블랙홀의 가능성이 대두되었다. 곧이어, 광학관측에 의하여 블랙홀 이중성임이 간접적으로 동정되었다. 최근 들어 1975젼 당시의 많지 않은 전파 관측 자료들을 재해석하여 상대론적인 물질 분출 현상, 즉 마이크로퀘이사 현상이 있었을 가능성이 관측적으로 제시되었다. 우리는 시간 종속적 열적 불안정성 모형을 바탕으로 수치모형을 계산하여 관측적으로 제시된 물질분출의 가능성을 이론적으로도 제시할 수 있음을 보인다

  • PDF

A Particle Tracking Method for the Lagrangian-Eulerian Finite Element Method in 3-D Subsurface System (3차원 지표하 시스템에서 Lagrangian-Eulerian 유한요소법에 대한 입자추적 알고리즘)

  • Lee, Jae-Young;Kang, Mee-A
    • The Journal of Engineering Geology
    • /
    • v.19 no.2
    • /
    • pp.205-215
    • /
    • 2009
  • The conventional numerical models to analyze flow in subsurface porous media under the transient state usually generate numerical oscillation and unstability due to local flux domain for critical cases such as infiltration into initially dry soil during rainfall period. In this case, it is required refined mesh and small time step, but it decrease efficiency of computation. In this study, numerical unstability in discontinuity domain is removed by applying particle tracking algorithm to simulate unsteady subsurface flow with inflow boundary condition. Finally the hybrid LE FEM improving numerical stability is proposed. The hypothetical domains with unsteady uniform and nonuniform flow field were used to demonstrated algorithm verification. In comparison with analytic solution, we obtained reasonable results and conducted simulation of hypothetical 3-D recharge/pumping area. The proposed algorithm can simulate saturated/unsaturated porous media with more practical problems and will greatly contribute to accuracy and stability of numerical computation.

Instability Analysis of Natural Convection Flow along Isothermal Vertical Cylindrical Surfaces (등온 수직 원통표면을 연하여 흐르는 자연대류 유동의 파형 불안정성)

  • 유정열;윤준원;노승탁
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
    • /
    • v.13 no.1
    • /
    • pp.161-169
    • /
    • 1989
  • A stability problem on wave instability of natural convection flow along isothermal vertical cylindrical surfaces has been formulated, accounting for the non-parallelism of the basic flow and thermal fields. Then the problem is solved numerically under the simplifying assumption of the parallelism of the basic flow quantities. It is shown that the flow corresponding to the same characteristic boundary layer thickness becomes more stable as the value of the curvature parameter increases. The stability characteristics for Pr=0.7 appear to be more sensitive to the curvature parameter than those for Pr=7.

Applications of Dynamic Mode Decomposition to Unstable Shock-Induced Combustion (충격파 유도 연소의 불안정성 분석을 위한 Dynamic Mode Decomposition 방법의 적용)

  • Kumar, P. Pradeep;Choi, Jeong-Yeol;Son, Jinwoo;Sohn, Chae Hoon
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
    • /
    • v.21 no.2
    • /
    • pp.9-17
    • /
    • 2017
  • Dynamic mode decomposition (DMD) method was applied for the further study of periodical characteristics of the unsteady shock-induced combustion. The case of Lehr's experiments was numerically simulated using 4 levels of grids. FFT result reveals that almost all the grid systems oscillate at frequencies around 430-435 kHz and the measureed one is around 425 kHz. To identify more resonant modes with low frequencies, DMD method is adopted for 4 grid systems. Several major frequencies are extracted and their damping coefficients are calculated at the same time, which is a quantification parameter for combustion stabilization.

Turbulent mixing of suspended sediments in the Kelvin-Helmholtz instability using Large-eddy Simulation (켈빈-헬름홀츠 불안정성 내에서의 부유사 혼합 거동 모사)

  • Ku, Hyeyun;Hwan, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
    • /
    • 2015.05a
    • /
    • pp.386-386
    • /
    • 2015
  • 담수가 해수에서 흘러드는 하구에서는 성층이 관측되며 이것은 난류의 미세구조를 변화시키는 주요 원인으로 작용한다. 이러한 성층화 현상은 하구 내 부유사의 군집인 하구 최대혼탁수(Estuarine Turbidity Maximum, ETM)의 형성에 영향을 주게 된다. 본 연구는 성층의 하구 최대 혼탁수 생성 메커니즘에 관심을 두고 수치모델링을 활용한 미세 난류의 부유사 거동 분석에 초점을 두었다. 성층과 전단응력 사이의 난류 혼합을 대표하는 유동인 켈빈-헬름홀츠 불안정성(Kelvin-Helmholtz Instability)을 도입하고 성층 경계면 근처에서 부유사의 이송을 높은 레이놀즈수(Reynolds number) 유동에서 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes Simulation)보다 다양한 규모의 에너지 획득이 가능하여 미세 난류 구조 재현에 장점을 갖는 Large-eddy Simulation(LES)를 활용하여 모사하였다. 여기에서, 부유사는 주위 유동의 물리적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 Passive scalar로 가정하였으며 $6^{th}$-order Lagrangian 다항식 보간법을 적용하여 입자의 이동 속도를 계산하고 이를 시간에 대해 적분함으로써 이동 궤적을 추적하였다. 수치 모델 결과 Lock-exchange 유동 내에서 켈빈-헬름홀츠 불안정성이 발생함에 따라 경계면 주위에 위치한 부유사가 billow 내에서 트랩핑(trapping)되는 것을 보여주어 KH-billow 혹은 braids 내의 미세 난류에 의한 영향이 확인되었다. 본 연구에서는 LES를 활용하여 성층류 및 성층류 내의 부유사 혼합을 모사하여 난류의 정도에 따른 이동 궤적의 차이에 대해서 분석함으로써 성층의 난류 강도 저하에 따른 부유사의 군집으로의 영향에 대해 서술한다.

  • PDF

Analysis of Numerical Unstable Factors in Channel Routing Model (하도추적모형의 수치적 불안정성 요인 분석)

  • Lee, Eul-Rae;Lee, Geun-Sang;Kim, Young-Sung;Hwang, Eui-Ho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
    • /
    • 2009.05a
    • /
    • pp.775-779
    • /
    • 2009
  • 최근 이상기후 및 국지성 돌발호우 등 여러 가지 형태의 예기치 못한 기상이변으로 인하여 매년 수재해는 빈번히 발생하고 있으며, 이를 위해 하천에서 실시간으로 신속하고 안정성있는 수리학적 하도추적모형의 구축은 지속적으로 연구해야 할 사항이다. 현재 주요 수계 홍수통제소에서는 홍수예보를 위해 주로 수리학적 및 수문학적 모형이 병행되어 적용되고 있으나, 한강과 금강하류를 제외한 나머지 수계에서는 아직까지 개념적 수문학적 모형만을 이용하여 홍수예보를 수행하고 있는 실정이다. 그러나, 신속하고 안정적인 수문학적 모형이 가지고 있는 몇가지 장점에도 불구하고, 실시간 분석 및 신속한 상황대처를 위해서는 정교한 하천흐름해석 기술인 수리학적분석이 반드시 필요하다. 그러나, 대부분의 모형운영자가 직면하게 되는 수리학적 하도추적모형에서 발생하는 수치적 불안정성인 발산의 문제점은 상당한 어려움으로 작용하고 있다. 이는 다양한 원인들이 있을 수 있으나, 대표적으로 단면의 불규칙성을 고려할 수 있다. 실제단면들을 모형에 반영할 때 수치계산의 과정 중에 급확대/급축소/특이단면에 따른 잦은 발산이 발생하게 되며, 이를 방지하기 위해서 단면의 보간 및 평활화 작업 등을 수행하게 된다. 이때 단면의 형상을 최대한 반영한 보간 및 평활화 작업이 되지 않으면, 물리적 개념이 무시된 비합리적인 계산이 수행될 수 있다. 발산의 요인을 제거한 최적의 단면형태를 선정하는 것은 모형의 안정성을 확보하는 데 중요한 요인이 된다. 또한 모형수행에 있어 발산의 요인으로서 하구와 만나게 되는 지점에서의 경계조건으로서 조위영향이 있다. 수리학적 하도추적모형의 중요한 요인인 하구에서의 흐름을 조위와 연계하여 가장 합리적인 하류 경계조건을 제시하는 것이 모형의 발산 방지 및 정확도를 향상시키는데 중요한 인자로 작용하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 수리학적 하도추적모형의 안정성 검증을 위하여, 아직까지 수리학적 하도추적모형이 구축되어 있지 않는, 금강상류구간인 용담댐$^{\sim}$대청댐구간을 설정하여 수리학적 모형의 입력자료를 구축하고, 그에 따른 영향검토를 지속적으로 추진할 계획이다. 대상구간에서 향후 검증될 다양한 수리학적 안정화 기술은 향후 타 수계에서 적용시, 신속하고 합리적인 입력자료 구축에 많은 도움을 줄것이며, 현재 하천에서 발생하는 계산의 불안정성을 빠르게 수정하는 것이 가능하다.

  • PDF

A study on robust recursive total least squares algorithm based on iterative Wiener filter method (반복형 위너 필터 방법에 기반한 재귀적 완전 최소 자승 알고리즘의 견실화 연구)

  • Lim, Jun Seok
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
    • /
    • v.40 no.3
    • /
    • pp.213-218
    • /
    • 2021
  • It is known that total least-squares method shows better estimation performance than least-squares method when noise is present at the input and output at the same time. When total least squares method is applied to data with time series characteristics, Recursive Total Least Squares (RTS) algorithm has been proposed to improve the real-time performance. However, RTLS has numerical instability in calculating the inverse matrix. In this paper, we propose an algorithm for reducing numerical instability as well as having similar convergence to RTLS. For this algorithm, we propose a new RTLS using Iterative Wiener Filter (IWF). Through the simulation, it is shown that the convergence of the proposed algorithm is similar to that of the RTLS, and the numerical robustness is superior to the RTLS.