• 물과 미래
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• 제21권2호
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• pp.173-182
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• 1988

St. Venant식에서 상대적으로 마찰경사항이 크고 연속적 파형이 유입하는 경우와 급격한 불연속 부위를 가진 충격파가 유입하는 경우에 유한차분 수치해의 특성을 비교하였다. 그 결과 단일 증감파에는 Keller Box 해법이 $0.5{\leq}{\theta}{\leq}1.0$, ${\theta}+{\psi}$=1로 두 매개변수를 정했을 때 정확도와 효율성, 안전성의 측면에서 가장 좋았다. 그러나 충격파에서는 Preissmann 형태의 매개변수 ${\psi}$(=0.5)를 사용하여야만 안정하였다. Lax-Wendroff, Richtmyer 해법은 Leap Frog에 비해 안정성에서, Lax-Fredrich 해법에 비해 정확성에서 더 좋은 방법임이 단일 증감파의 수치실험에서 나타났고, 충격파에서는 Lax-Fredrich가 다른 양해법들에 비해 과도한 수치적 dissipation을 Leap Frog은 느린 질량전달을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.47-54
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• 1993

일반적인 기하학적 경계와 해저 지형을 가진 항만에서 해수 고유 진동 특성의 수치해석을 위하여 유한요소법이 응용되었다. 지배 방정식인 Helmholtz방정식을 일반화된 매트릭스 고유치문제로 변환하는데 표준유한요소과정을 사용하였다. 고유주기와 고유진동모우드의 수치해를 얻기위한 컴퓨터 프로그램이 개발되었고, 고유치의 수치해석과정에서 수치적 특이성을 취급하기 위해 고유치 이동기법이 고안되었으며, 수치적 악조건을 극복하기 위해서는 행렬원소의 축척화가 효과적임을 알았다. 수치예로서 먼저 해석해를 알 수 있는 경우를 해석하여 수치해와 해석해를 비교해 봄으로써 작성된 컴퓨터 프로그램의 유용성을 확인하였고, 일반적인 경계 조건과 임의 수성의 실제 항만에 유한요소 해법을 적용하여 성공적으로 고유진동의 해를 구하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권1호
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• pp.23-30
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• 2005

특정 해역에 부방파제를 설치하는 경우 예상되는 정온도의 평가를 위한 수치해법을 제안하고, 이를 바탕으로 마산 부근의 원전항에 설치예정인 부방파제의 효과를 검토하였다. 수치모형은 항 내 정온도를 평가하는 데 널리 사용되는 완경사 방정식을 이용하였고 산란 항을 도입하여 부방파제와 같은 폭이 얇은 구조물에 의한 산란 파를 반영하도록 하였다. 부방파제의 도입이 결정된 동방파제의 효과를 수치모의 하였고, 착저식으로 하는 경우와 비교하였다. 부방파제의 부분투과 등 구조물이 파랑에 미치는 영향을 적극적으로 고려하는 본 수치해법은 부방파제 효과의 정량적 평가에 효율적으로 활용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.256-256
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• 2021

Saint-Venant 방정식은 수평규모가 수심규모보다 큰 천수흐름을 기술하는 수리동역학 모형으로 지난 수십년간 공학적 분야에서 널리 이용되어 왔다. 최근에도 기후변화에 따른 도시 홍수의 위기 증대로 홍수위기관리의 관심이 높아짐에 따라 홍수파(flood wave), 도시침수(urban inundation), 돌발홍수(flash flood) 등의 신속한 예측을 위한 Saint-Venant 방정식의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 도시와 같은 인공구조물이 즐비한 상황에서 천수흐름을 해석하는 고전적인 수치해법들은 다양한 불연속 지형들의 존재로 인하여 불안정하며 지배방정식의 정해로 수치해가 잘 수렴하지 않는 문제가 있다. 지난 수년간 이를 해결하기 위해 불연속한 지형을 안정적으로 해결할 수 있는 수치기법의 연구가 진행되어 왔으나, 정해로의 수렴성, 정확성에 관하여 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 수치해법의 주요 구조를 구성하는 Saint-Venant 방정식의 불연속한 지형조건에 대한 리만 문제의 정해를 연구하였다. 쌍곡선형 시스템의 특징을 고려하여 요소파들(elementary waves)의 공식을 유도하였는데, 질량과 에너지의 보존법칙에 위배되지 않으며 운동량이송부의 비선형성과 지형의 불연속에 의한 비엄격성을 고려할 수 있는 조건을 제시하였다. 또한, 유도된 요소파들을 바탕으로 L-M & R-M 커브이론(Han et al. 2014)을 사용할 수 있는 조건과 당위성을 증명하였고, 이를 바탕으로 Saint-Venant 방정식의 정해법을 구성하였다. 리만문제의 다양한 초기조건들을 바탕으로 모든 경우의 정해 구조를 조사하였고, 이를 통해 불연속 지형에 대한 Saint-Venant 지배방정식의 정해가 다수해를 갖을 수 있음을 보였으며, 이를 근사할 수 있는 수치기법의 전략을 소개하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.22-30
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• 2008

본 논문은 헬리콥터 기동비행문제를 비선형 최적제어기법으로 정식화 하고 이를 indirect method를 적용하여 해석하는 기법에 대해 연구하였다. 주어진 기동비행 경로에 대한 오차를 벌칙함수 형태의 가격(비용, 목적)함수로 채택하고 이를 최소화하도록 정식화하면 기동비행은 구속조건이 없는 최적제어문제로 정식화 된다. 정식화 결과로 얻어지는 이점 경계값 문제는 Multiple Shooting Method (MSM)을 적용하여 해석하였다. 본 논문은 shooting node의 수와 상태변수의 초기화 방법 등이 수치해법에 주는 영향을 분석하여 수렴성 확보에 필요한 조건을 식별하고 수렴반경을 증가시킬 수 있는 방안에 초점을 두었다. 연구결과는 헬리콥터와 같이 불안정한 시스템의 최적제어 문제에 indirect method를 적용하는 경우 수치해법의 안정성과 수렴성을 확보할 수 있는 방법을 제시한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권11호
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• pp.957-967
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• 2015

측면 위어의 수위-유량 관계가 알려지지 않더라도, 저류지에 의한 홍수 조절 효과를 평가할 수 있는 2차원 수치모의에 대해 검토하였다. 수치해법으로서 천수방정식에 대해 유한체적법을 적용하고, 흐름률의 정확한 계산을 위해 근사 Riemann 해법을 도입하여 수심적분 2차원 수치모형을 구성하였다. 모의 결과를 수로와 저류지에서 자유월류와 잠긴 흐름이 발생되는 실험실 실험의 결과와 비교하였다. 자유 월류 상태에서 예측된 측면 위어의 유량 계수와 실험에 의한 그것 사이의 차이는 매우 작았다. 또한, 잠긴 흐름에 대한 모의 결과도 측정 결과와 잘 일치하였으며, 그 기구가 잘 재현되었다. 이 연구를 통해 2차원 수치모형으로 측면 위어에 대한 유량 계수를 정확하게 결정할 수 있으며, 저류지에 대한 홍수 방어능력의 검토 또한 상당한 수준의 정확도로 이루어질 수 있음이 확인되었다. 따라서 저류지의 계획, 설계안의 검토, 관리를 위한 기존 저류지의 평가 등에 이 모형의 실용적인 적용이 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.145-153
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• 2009

본 연구에서는 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도에 관한 연구를 수행하였다. 포물선 아치는 아치의 중립축을 따라 곡률이 변하므로 일정한 곡률을 갖는 원형 아치의 경우보다 횡-비틂 좌굴 강도식을 유도하는 것이 복잡하며, 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 ?의 효과를 고려하여 변곡률을 갖는 아치의 횡-비틂 좌굴식을 유도하고 포물선 아치의 좌굴강도를 계산하기 위하여 유한차분법을 이용한 수치해법을 제안하였다. 이러한 수치해법은 기존 연구자 및 유한요소해석 결과와 비교하였으며, 그 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 변수해석을 수행하여 라이즈비의 영향에 따른 원형과 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도를 비교 분석하였다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제6권1호
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• pp.36-43
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• 1977

온도분포, 농도분포를 가미한 비압축성 유체의 기초방정식을 토출$\cdot$흡입이 있는 2차원 폐공간에 적용하고 시간공간에 차분근사로써 얻은 수치해에 대하여 서술했다. 이와같은 방법에 대해서는 미해결의 요소가 많이 있으나, 여기서는 토출풍속$\cdot$온도차$\cdot$격자수를 변화시킬 때의 해가 변화하는 모양을 계산예에 따라서 보고한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.75-83
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• 2020

셀룰라 시스템에서 D2D 유틸리티 최적화 문제를 연구하도록 한다. 구체적으로, Non-Convex 최적화 문제의 복잡도를 완화하도록 해주는 오목함수 결정규칙을 제안하고자 한다. 일반적으로, 유틸리티 함수는 신호와 간섭의 함수이며, 해법이 복잡한 Non-Convex 형태를 가진다. 본 논문에서는 간단한 해법을 찾고자 유틸리티 함수를 간섭관점에서 분석한다. 먼저 D2D 수신단에서의 간섭 레벨을 의미하는 '상대간섭'과 간섭을 주요간섭으로 간략화하는 '간섭주요화'를 수식적으로 정의한다. 정의한 간섭주요화를 바탕으로 간단한 해법의 기반이 되는 오목함수 결정규칙과 최적화 해법이 간단한 Convex Optimization 해법을 제안하도록 한다. 실험결과를 통하여 유틸리티 함수는 D2D 적용시나리오에 해당하는 수치인 상대간섭 0.1 이하에서는 오목함수임을 확인하였다. 또한, 제안하는 Convex Optimization 해법은 상대간섭 수치 0.1 이하에서 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.148-148
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• 2011

Riemann 문제는 천수방정식과 같은 쌍곡선형 방정식과 단일한 도약에 의해 불연속인 어떤 점의 좌 우에서 상수인 자료로 구성되는 초기치 문제로서 그 해법은 Godunov 방법과 같이 정확해에 의하면 정확 Riemann 해법, 근사 기법에 의하면 근사 Riemann 해법으로 불린다. 지금까지 이용되는 근사 Riemann 해법으로는 1981년에 P. L. Roe가 제안한 Roe의 선형화 기법과 1983년에 A. Harten, P. D. Lax, 그리고 B. van Leer가 제안한 HLL 기법의 수정 기법들이다. 최대 및 최소 파속만 고려하는 것으로 알려진 HLL 기법은 1988년에 B. Einfeldt의 제안에 의해 두 파속의 결정에서 Roe의 선형화 기법에 따른 고유치와 비교하는 것으로 수정되었다(HLLE 기법). 또한, 1994년에 E. F. Toro 등은 접촉파를 고려하기 위해 선형화된 지배방정식의 정확해로부터 중앙 파속을 고려하는 기법을 제안하였고, 이를 HLLC 기법으로 불렀다. 2002년에 T. Linde는 중앙 파속을 평가하기 위해 일반화된(수학적) 엔트로피 함수를 도입하였으며, van Leer는 이를 HLLL 기법으로 불렀다. 이 기법에서는 접촉파의 평가를 위해 보존변수에 대한 일반화된 엔트로피 함수로부터 중앙 파속이 유도되며, 이것과 특성 속도의 비교를 통해 최대 및 최소 파속이 결정된다. 따라서 이 기법에서는 모든 파속이 초기치로부터 결정되므로 HLLE 기법과 달리 Roe의 선형화 기법과 완전히 결별되고 HLLC 기법과 달리 정확해에 의존되지 않는 점에서 HLLL 기법은 모태인 HLL 기법의 온전한 계승으로 볼 수 있다. HLLL 기법은 여러 분야에 적용된 바 있으나, 수공학 분야에 적용된 사례는 알려진 바 없다. 이는 천수방정식에 대한 (물리적) 엔트로피 함수가 명확하지 않기 때문인 것으로 보인다. 이 연구에서는 보존변수로부터 정의되는 총 에너지를 일반화된 엔트로피 함수로 간주하여 모형을 구성하고, 정확해가 알려진 1차원 문제에 대해 적용성을 검토하였다. 정확해가 알려진 경우에 대해 모의한 결과, 1차 정도 수치해의 한계에도 불구하고, HLLL 기법의 결과는 대체로 정확해와 잘 일치하였으며 그 외의 HLL-형 기법의 그것에 비해 우수한 것으로 나타났다. 특히, 물이 빠져 바닥이 드러나는 상태에 대한 접촉 파속의 추정에서 Riemann 불변량을 이용하는 HLLC 기법에 비해 물이 빠지는 전선을 더 정확하게 포착하는 HLLL 기법의 결과는 매우 고무적이었다.