• 제목/요약/키워드: 수치해석법

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비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 표면장력이 지배적인 다상유동 수치해석 (Numerical Simulation of Surface Tension-Dominant Multiphase Flows by Using Volume-Capturing Method and Unstructured Grid System)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권7호
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    • pp.723-733
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    • 2011
  • 본 연구에서는 비정렬격자계와 체적포착법을 사용하여 표면장력이 지배적인 다상유동의 수치해석 방법을 제시하였다. 먼저 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델을 비정렬격자계에 적용할 수 있도록 수치해석 방법을 확립시켜 Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 수치 해석코드에 삽입하였다. 테스트 문제로 오직 표면장력만이 존재하는 평형상태의 정적(static) 액적 및 비평형상태의 동적(dynamic) 액적 문제에 적용하여, 이 해석방법의 유용성과 정확도를 평가하였다. 연구결과, 매끄러운 곡률 계산을 위해 필요한 필터로 본 연구에서 제안한 Laplacian 필터와 함께 CSF 모델로는 밀도보정(density-scaled)한 CSF 모델이 예측성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 표면장력 계산을 위한 이 모델을 채용한 본 수치해석방법은 표면장력이 지배적인 다상유동인 평형상태의 정적 액적 및 비평형상태의 동적 액적 문제 모두에 대해 정확성과 유용성이 입증되었다.

무요소 계산법의 발전과 전개 (Development of meshfree particle Methods)

  • 이진호
    • 한국수학사학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.49-66
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    • 2005
  • 유한요소법(Finite Element Methods)은 지난 수십 년 동안 다양한 공학문제를 해석하는 주요 수치해석기법으로서, 지속적으로 연구$\cdot$개발되어 오늘에 이르고 있다. 그러나, 유한요소법은 계산을 위하여 요소망을 구성해야 하고 일부의 문제에 대하여서는 요소망을 재구성하는 등 특별한 처리기법과 계산의 소요가 필요하다. 이와같은 단점을 극복하기 위하여 무요소법(Meshfree Methods)이라 불리우는 일단의 수치해석 기법들이 고안되었다. 무요소법은 요소를 사용하지 않고 절점(node)만을 이용하여 함수를 근사하는 수치해석기법이다. 본 논문에서는 무요소법이 고안된 배경과 그 연산구조를 소개하고 무요소법의 대표적인 방법들인 Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)방법, 무요소 갤러킨 방법(Meshfree Galerkin Methods) 그리고 무요소 선점법(Meshfree Point Collocation Methods)의 기본 개념과 이들 수치해석기법의 방법론을 알아본다. 그리고 이들 방법의 장단점과 그 적용 예를 통하여 무요소 계산법의 유효함을 보인다.

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복합 호장법을 이용한 공간 트러스의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of Space Trusses Using the Combined Arc-Length Method)

  • 석창목;권영환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.361-369
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    • 2001
  • 이 연구는 공간 트러스의 비선형 해석을 위한 해석기법의 수치해석적 효율성에 관한 것으로써, 좌굴 이후의 거동 파악이 가능한 복합 호장법을 제안하였다. 복합 호장범은 현 강성변수를 제어변수로 사용하여, 안정구간에서는 선취법이 첨가된 Secant-Newton법을 사용하여, 불안정구간에서는 가속법이 첨가된 호장법을 사용하는 방법이다. 해석기법의 효율성을 비교하기 위하여 제시된 수지예제에 대한 해의 정확성, 수렴성, 계산시간을 기존의 호장법과 비교하였다. 공간 트러스의 기하학적 비선형 해석에 있어서는 이 연구에서 제안된 복합 호장법이 기존의 호장법보다 수치 해석적 효율성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.

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스펙트랄요소법(SEM)을 이용한 파랑-조류 상호작용 현상 수치해석 연구 (Numerical Analysis of Wave-Current Interaction Phenomenon Using the Spectral Element Method)

  • 성홍근;홍기용;경조현;홍사영
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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    • pp.181-186
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    • 2006
  • 본 논문에서는 Freak Wave의 생성원인에 대하여 간략히 논의하였으며, 이 중 파랑-조류 비선형 상호작용에 대한 이론 및 수치적 해석기법의 역사와 장단점 등을 기술한다. 본 연구에서는 파랑-조류 상호작용에 대한 수치모델링 및 해석 기법을 개발하고 있다. 개발 중인 수치해석 기법은 공간적으로 불균일한 조류와 파랑의 비선형 상호작용을 해석하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 유동현상을 모델링하였으며, 이산화를 위하여 스펙트랄요소법(Spectral Element Method; SEM)을 이용하였다. 또한 자유표면의 운동을 효과적으로 기술하기 위하여 ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)기법을 사용하였다. 본 연구의 유동 모델과 수치해석기법의 과정과 특성, 그리고 장점 등에 대하여 논의하였으며, 초기적인 수치해석 결과를 제시하였다. 이를 바탕으로 개발된 수치해석기법의 정확성 및 수렴성을 확인할 수 있다.

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시멘트혼합처리공법이 적용된 지반의 수치해석 방법에 관한 연구 (The Study on The Numerical Analysis Method for Ground Improved by Cement Mixing Method)

  • 김병일;홍강한;김영선;한상재
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.41-52
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    • 2018
  • 복합지반 설계법은 계산이나 수치해석시 적용하기 편리하여 시멘트혼합처리공법의 설계시 많은 설계자들에 의해 적용되고 있다. 그러나, 복합지반 설계법은 다짐말뚝공법(SCP, GCP)에 관하여 개발된 것으로 시멘트혼합처리공법에 대한 시험시공 등의 실제 결과와의 비교 분석은 미미하다. 본 연구에서는 2차원 유한요소 수치해석을 통해 복합지반 해석법, 개별말뚝해석법 등 다양한 해석법의 결과를 실측과 비교 분석하였다. 본 연구 결과, 지표면에서의 침하는 Plate 요소만을 적용하는 방법의 침하량이 실측에 비해 크게 예측되었고, 기타 방법은 유사한 것으로 나타났다. 개량지반 직하부에서만 발생된 침하량의 크기가 크게 나타났고, 침하량, 수평변위 및 지반반력 등에 대하여 실측과 수치해석 결과를 비교하면 등가벽 개념의 개별말뚝 해석법이 가장 유사한 것으로 나타났다. 복합지반법의 경우 응력전이(지반아칭) 현상을 예측하지 못하였고, 수평변위를 과대 예측하는 것으로 나타났다.

비비례 감쇠시스템의 해석을 위한 효율적인 모드 중첩법 (Efficient Mode Superposition Method or Non-classically Damped Systems)

  • 조상원;조지성;이인원
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.89-98
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    • 2000
  • 본 연구에서는 비비례 감쇠시스템을 효율적으로 해석할 수 있도록 모드 가속도법(mode acceleration method)과 모드 절삭 보강법(modal truncation augmentation method)을 확장하고 그 사용성을 검증하였다,. 비례 감쇠시스템의 동응답해서에 널리 사용되는 모드 가속도법과 모드 절삭보강법은 누락된 고차모드의 영향을 보정하여 모드 중첩법의 결과를 개선하는 방법이다. 기존의 방법들로 비비례 감쇠시스템을 해석하는 경우 비비례 감쇠특성을 무시하지 않으며 정확하고 효율적으로 해석할 수 있도록 모드 가속도법과 모드 절삭보강법을 확장하였다. 비례 감쇠시스템에서는 모드 가속도법보다 모드 절삭보강법이 더 효율적인 반면에 비비례 감쇠시스템에서는 대부분의 경우에 있어서 확장된 두 방법의 효율성이 동일하다. 그러나 수치적 안정성은 확장된 모드 가속도법이 모드절삭 보강법보다 우수하다. 이와 같은 확장된 모드 가속도법과 모드 절삭보강법의 사용성 검?을 위해서 이론적 방법과 수치예제를 수행하였다.

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호핑법에 의한 이온 공간전하 분극 열자극전류의 수치해석 (Numerical analysis of thermally stimulated current due to lonic space charge polarization by hopping method)

  • 김의균;국상훈
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제4권1호
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    • pp.53-64
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    • 1991
  • 절연체중에 있는 하전입자의 거동은 절연재료의 특성에 많은 영향을 준다. 본 연구에서는 호핑모델에 의한 수치해석법을 TSC특성과 쌍극자분극에 대한 TSC특성은 차이가 있었다. 실험과 대응시켜 가동이온에 관한 물성정수의 평가를 하였다. 호핑모델에 의해서 불포화 TSC와 I-V특성의 수치계산을 하였다.

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Sloshing 현상과 제어

  • 김사수
    • 대한조선학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.21-24
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    • 1994
  • 최근 다루어지고 있는 sloshing에 관한 연구에 대하여 고찰하여 보았다. 탱크내의 유체운동의 추정에 관해서는 수치해석법에 의한 추정에 대하여는 어느 정도의 가능성을 제시하게 되었다. 그러나 구조강도상 중요한 유체충격에 의한 충격압의 추정에 대해서는 새로운 정량적 검토가 필요하다. 즉 수치계산법으로는 한계가 있기 때문에 이를 극복하기 위해서는 경험이나 실험적인 know-how가 있었야만 기대되는 결과를 얻을 수 있을 것으로 본다. 이상에서 외국에서는 이 론해석과 실험을 통한 연구가 병행되어 왔지만은 국내에서는 지금껏 이론에만 의존한 연구가 되어 왔다. 따라서 앞으로는 계속 새로운 계산구성이나 algorithm과 더불어 실험적 검증을 통하여 신뢰 있는 수치유체역학의 개발이 필요하다고 본다.

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스텝 불연속 마이크로스트립 라인의 3차원 TLM 해석 (Analysis of 3-Dimensional TLM for Step Discontinuity Microstrip Line)

  • 김태원
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.88-96
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    • 2003
  • 마이크로스트립 라인은 마이크로웨이브와 밀리미터웨이브 집적회로에 있어서 가장 필수적인 소자 중의 하나이다. 그동안 여러 가지 주파수 영역 해석법에 의해 이러한 마이크로스트립 라인의 주파수 종속특성이 해석되었다. 하지만 본 논문에서 제시된 3차원 TLM법은 마이크로스트립 라인의 주파수 영역 해를 얻기 위한 또 다른 독립적인 해석법이다. 이러한 TLM 알고리즘을 이용하여 해석된 구조는 스텝 불연속 마이크로스트립 라인이며 대칭압축노드가 사용되었다. 수치해석 과정을 거쳐 시간 영역 데이터를 퓨리어 변환함으로써 스텝 불연속 마이크로스트립 라인의 주파수 종속 산란 파라메터가 계산되었다. 시간 영역 TLM 해석 결과로부터 이와 같은 수치해석법이 스텝 불연속 마이크로스트립 라인과 같이 복잡한 구조를 모델링하는데 있어 효율적인 방법임을 보였다.

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정적제빙형인 관외 제빙기내에서의 물의 자연대류현상에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis about Natural Convection of Water in the Ice-on-coil as a Static Ice Making Type)

  • 유직수;김명준;김성영;장현
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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    • pp.323-323
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    • 2011
  • 본 연구는 냉각점이 중간에 위치하는 정적제빙형인 관외 제빙기내에서의 물의 자연대류 현상에 대해 수치적으로 다루고 있다. 자연대류현상과 열전도에 의해 조절되는 물에 이동을 유한차분법을 이용해 2차원적으로 계산하였다. 또한, 본 연구에서는 물의 온도가 4[$^{\circ}C$]에서 밀도역전현상이 일어나는 것을 수치해석의 결과와 비교한다. 자연대류의 변화에 따른 결과는 수치해석을 통해 등온선과 유선형의 그래프로부터 알 수 있었다. 그 중에서도 물의 온도와 밀도의 관계에 따라 자연대류의 변화가 일어나는 것을 수치해석을 통해 알 수 있었다.

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