• Title, Summary, Keyword: 수치해석

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Investigative Study on Proper Input Conditions of Numerical Model for Seepage Analysis (제방 침투 수치모형의 적정 입력조건 검토)

  • Im, Dong-Kyun;Kim, Kyu-Ho;Yeo, Hong-Koo;Kang, Jun-Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.1716-1720
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    • 2006
  • 침투는 지반이 충적토로 구성되어 있는 제방의 파괴를 야기하는 중요한 원인이다. 침투 해석 수치모형은 제방 침투와 관련된 문제 해석과 방지기법 설계에 있어 매우 유용한 방법이나, 각각의 수치모형은 적용상 한계와 문제점을 내포하고 있다. 실제 지하수 흐름은 간극률, 입자형상 및 크기, 포화도 등과 같은 토질특성, 내부침식과 같은 역학적 특성, 점성과 동결융해 같은 열역학적 특성, 그리고 화학적 특성 등 다양한 인자의 영향을 받는다. 이러한 물리적 인자 이외에도 침투 수치해석은 외력조건, 격자 크기(element size), 그리고 시간 간격(time step interval) 등 입력조건에 영향을 받기 때문에 이들 설정에 대한 검토를 시행하여야 한다. 본 연구에서는 침투 수치모형의 적절한 입력조건 범위를 검토하였으며, 격자크기는 계산시간과 해석결과 등 수치모의의 효율성을 고려하였을 때 홍수위 혹은 제방고의 1/10이하로 결정하면 타당할 것으로 판단된다. 그리고 침투수치모형의 시간 간격은 외력조건을 고려하여 1시간 이내로 설정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 본 연구결과는 침투해석 수치모의의 유의사항을 검토하여 해석결과에 대한 불확실성과 위험요소를 제거하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

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A Study on the Secondary Flow and Hydraulic Characteristics Using 3D model and Experiment in Flood Plane (홍수터에서 수치해석과 수리실험을 통한 이차류 및 수리특성에 관한 연구)

  • Jung, Dong Gyu;Park, Yong Sung;Song, Chang Gun;Kim, Young Do
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.178-178
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    • 2015
  • 본 연구는 복단면구조의 수로에서 이차류 및 흐름특성을 비교, 관측하는 것이며 이러한 흐름특성을 연구하기 위해 폭 1.2 m, 길이 14 m, 높이 0.6 m인 실험수로를 이용하여 수심비 0.25 및 0.40 조건에서 0.05, 0.10 CMS의 유량으로 총 4가지 조건으로 실험을 진행하였고 이를 비교하기 위해 3차원 수치해석모형인 FLOW-3D를 이용하여 수치해석결과와 수리실험결과를 비교하였다. 주수로 및 홍수터의 수심과 유량의 조건이 각각 다른 4가지 조건 별 변화를 수리실험과 수치해석을 통해 분석한 결과, Shino & Knight(1991)에서의 언급한 내용과 부분적으로는 동일한 결과를 보였으나, 수치해석 부분에서의 결과와는 차이를 보였다. 일반적으로 복단면구조에서 발생하는 이차류는 수위 및 수심별 유속의 차이에서 발생하는 연직방향의 유속의 영향과 복단면과 주수로의 구조적 차이에서 발생하는 횡방향 유속의 영향과 같은 복합적인 작용으로인해 발생하게 되지만 수치해석의 결과에서는 수위차이에 의한 연직방향의 유속이 횡방향 유속보다 지배적인 결과를 보여 본 연구 중 고유속의 조건에서는 이차류의 형성이 수리실험 및 기존 연구결과들과 차이를 보였다.

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수치해석적 응력 적분 방법

  • 이승래
    • Computational Structural Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.53-54
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    • 1990
  • 응력 변형율의 관계가 시간에 대한 미분의 형태로 나타나는 비선형 탄소성 혹은 점탄소성 재질을 갖는 구조물이나 지만의 거동 문제를 유한요소법 등의 방법을 이용하여 해결하려고 하는 경우 주어진 외력에 의한 새로운 응력이나 응력 강화 현상을 표현하는 여러 재료 상수값들을 구하기 위해서는 적분을 요하게 되며 일반적으로 수치해석적 방법에 의해 수행된다. 이러한 수치해석적 적분방법은 보다 정확한 결과를 얻기 위하여 알고리즘 자체의 정확성과 안정성이 요구된다. 정확성은 수치해석적 적분방법이 적용될 수 있는 step size에 관계없이 거의 동일한 결과치를 얻을 수 있느냐 하는 것을 말하고 안정성은 큰 step size에서도 수렴된 결과치를 얻을 수 있느냐 하는 것을 의미한다. 그 뿐만 아니라 비교적 복잡하고도 그 대상영역이 큰 문제를 해석하고자 할 때는 수렴속도 또한 빠른 해석방법이 바람직하게 된다. 따라서 본 기사에서는 여러가지 가능한 수치해석 적분 방법을 소개하고 그들의 장단점을 논하고자 한다.

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Harmonic Analysis for Development and Shimming of High Precision and Uniform Magnetic Field in Solenoid System (고정밀.균등자장의 솔레노이드 시스템 개발 및 보정을 위한 고조파 수치해석)

  • Kim, In-Ho;Lee, Se-Hee
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.961-962
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    • 2011
  • 핵자기공명(NMR, Nuclear Magnetic Resonance) 장치의 성능은 자계의 세기와 균일한 정도에 따라 좌우된다. 그리고 균일도를 높이기 위해 자성체를 더하는 작업을 보정(Shimming)이라고 하며 이를 위해서는 기존에 분포하는 자계와 더해지는 자성체에 의해 발생하는 자계의 세기를 부분별로 정확하고 정밀하게 계산하는 것이 요구된다. 하지만 이를 비오-사바르의 법칙(해석해)으로 계산하는 것은 너무 복잡하고 그 대안으로 사용하는 유한요소법 기반의 수치해석 프로그램은 유한요소법 자체가 가진 오차로 인해 정확한 결과를 얻기 어렵다. 따라서 이를 해결하기 위해 가렛(M. W. Garrett)이 제안한 고조파 해석을 Real*16이 적용된 포트란을 사용하여 구하고 그 결과를 해석해의 값 및 수치해석 프로그램 결과와 비교하였다. 이를 통해 자계를 계산함에 있어서 고조파 해석의 타당성을 확인하였다.

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A Study of Aerodynamic Characteristics of NACA00xx series with Edison CFD (EDISON CFD를 이용한 NACA00xx 시리즈의 공력특성 연구)

  • Park, Seo-Haeng;Kim, Min-Gi
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • pp.377-381
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    • 2013
  • 익형의 형상이 대칭인 NACA00xx 시리즈의 두께 비 변화에 따른 익형의 공력 특성을 조사하였다. 익형주위의 유동을 2D-압축성 유동으로 가정하여 비선형 유동방정식인 2D-Comp-2.0 solver를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 주어진 두께 비에 대한 mesh study를 수행하고 수치해석의 결과는 Fluent 6.3의 수치해석 결과와 비교 분석하였다. 또한 선택 된 최적의 mesh size를 이용하여 익형의 두께비에 따른 양력계수와 항력계수를 비교 분석 하였다. 수치해석 결과로부터 익형의 두께비가 증가할수록 양력계수와 항력계수는 증가하였으며, 또한 받음각의 크기에 따른 익형의 공력특성은 받음각이 증가할수록 양력계수와 항력계수는 증가하였다. 일반적으로 익형의 두께비가 증가하면 shock wave의 강도는 증가하고, shock wave의 위치는 익형의 끝단으로 이동한다. 본 연구에서는 NACA00xx 시리즈의 공력특성에 대한 이해뿐만 아니라 Edison CFD 코드를 이용하여 얼마나 우리가 정확하게 공력해석을 수행할 수 있는지에 중점을 두었다.

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Experimental and Numerical Approach foy Optimization of Tunnel Blast Design (터널 발파설계 최적화를 위한 실험 및 수치해석적 접근)

  • 이인모;김상균;권지웅;박봉기
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.19 no.2
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    • pp.75-85
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    • 2003
  • Laboratory model blast and in-situ rock blast tests were conducted to determine blast-induced stress wave propagation characteristics under different explosive types, different loading conditions and different mediums. Dynamic numerical approaches were conducted under the same conditions as experimental tests. Stress magnitudes at mid-point between two blast holes which were detonated simultaneously increased up to two times those of single hole detonation. The rise time of maximum stress in a decoupled charge condition was delayed two times that of a fully charged condition. Dynamic numerical analysis showed almost similar results to blast test results, which verifies the effectiveness of numerical approaches fur optimizing the tunnel blast design. Dynamic numerical analysis was executed to evaluate rock behavior and damage of the contour hole, the sloping hole adjacent to the contour hole in the road tunnel blasting pattern. The rock damage zone of the sloping hole from the numerical analysis was larger than that of the contour hole. Damage in the sloping hole can be reduced by using lower density explosive, by applying decoupled charge, or by increasing distance between the sloping hole and the contour hole.

Numerical Analysis Method for Target Strength and Experimental Verification (표적강도 수치해석 기법 개발과 실험적 검증)

  • Choi Y. H.;Kim J. S.;Shin K. C.;You J. S.;Joo W. H.;Kim Y. H.;Park J. H.;Choi S. M.;Kim W. S.
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.171-174
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    • 2004
  • 표적강도는 수중 산란체의 능동 탐지 확률을 좌우하는 중요한 변수중 하나이며 산란체의 기하학적 형상에 의해 결정이 되기 때문에 수치해석을 통한 해석 및 예측이 가능하다. 수치해석 기법은 현재 여러 가지가 알려져 있으며, 그중 Kirchhoff approximation이 다른 해석 기법에 비해 거울면 반사특성의 산란해석에 적합하며, 프로그램으로의 적용이 용이하다는 장점으로 인해 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점에 의거하여 Kirchhoff approximation을 이용하여 표적강도 수치해석 프로그램을 개발 및 검증하였다. 프로그램의 성능 검증은 원통형 산란체에 대한 이론해 검증과 원통형 실험 산란체를 통한 실험 검증을 수행하였다.

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Wave Force Analysis Acting on a Vertical Circular Cylinder by Boundary Element Method (경계요소법에 의한 수직원주에 작용하는 파력해석)

  • Kim, Nam-Hyeong;Park, Min-Su
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.1910-1913
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    • 2006
  • To solve the interaction of incident monochromatic waves with a bottom-fixed vertical circular cylinder, a numerical analysis by boundary element method is developed using three-dimensional linear potential theory. A numerical analysis by boundary element method is based on Green's theorem and introduce to an integral equation for the fluid velocity potential around the vertical circular cylinder. These numerical results are compared with those of ManCamy and Fuchs(1954) and Williams and Mansour(2002), and it has shown good relationship with their results. This numerical analysis developed by boundary element method will be applied for various offshore structures to be constructed in coastal zones in the future.

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The Analysis of Fire-Driven Flow and Temperature in The Railway Tunnel with Ventilation (환기를 동반한 철도터널 화재 연기유속 및 온도장 해석)

  • Jang, Yong-Jun;Lee, Chang-Hyun;Kim, Hag-Beom;Lee, Woo-Dong
    • Proceedings of the KSR Conference
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    • pp.1794-1801
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    • 2008
  • Fire-driven flow and temperature distribution in a ventilated tunnel was analyzed by Large Eddy Simulation using FDS code. The simulated tunnel is 182m length, 5.4m wide and 2.4m height. A pool fire was located 112m from tunnel entrance and was taken as a heat source of $0.89m^2$. The heat is assumed to be released uniformly throughout the whole simulated time. The fire strength was 2.76MW and the fuel burnt was octane. The parallel computational method was employed to accelerate the computing time and manage the large grid points which is not possible to handle in the one CPU. The total grid points used were $2.4{\times}10^6$ and 7 CPUs were used to calculate the momentum and energy equations. The simulated results were well compared with the experiments.

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Numerical Analysis of Off-Gas Flow in Hot Area of the Vitrification Plant (유리화공정 고온영역에서의 방사성 배기체 유동해석)

  • Park, Seung-Chul;Kang, Won-Gu;Hwang, Tae-Won
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.5 no.3
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    • pp.213-220
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    • 2007
  • Appropriate numerical models for the simulation of off-gas flow in hot area of the vitrification plant have been developed in this study. The models have been applied to analyze the effect of design parameters of real plant and numerical analyses have been performed for CCM(Cold Crucible Melter), pipe cooler and HTF(High Temperature Filter). At first, the effect of excess oxygen and the ratio of oxygen distribution on combustion characteristics in the CCM has been studied. Next, solidification behavior of radio nuclide in the pipe cooler has been numerically modeled and scrutinized. Finally, flow pattern in accordance with the location of off-gas entrance of the HTF has been compared.

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