한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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pp.24-30
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1998
고도의 산업발달은 인간환경과 밀접한 하구와 해안의 오염을 심화시켜 최근 사회적 문제로 대두되고 있으며, 이에 오염물질의 이동을 예측하고 제어하려는 노력이 꾸준이 진행되어 왔다. 이 같은 노력은 수치모형을 이용한 수질관리 연구에도 많은 진전을 가지고 왔으며, 오일러적 모형, 라그랑쥐적 모형, 오일러-라그랑쥐 적 모형이 대표적이다. 오일러-라그랑쥐적 모형은 이류에 대해 라그랑쥐적 방법, 확산에 대해 오일러적 방법으로 해석함으로서 각 방법들의 장점을 취하여 수치적 진동, 수치적 확산이 적고 효율성이 뛰어나 최근 많이 연구되고 있다. (중략)
본 논문에서는 광학 기기 전반에 사용되고 있는 비구면 렌즈(aspheric lens)의 모델링과 제작 및 검증에 관한 연구를 수행하였다. 비구면 렌즈는 볼록렌즈, 오목렌즈와 달리 비구면을 사용함으로써, 사물의 원근에 관계없이 하나의 초점에 상을 맺을 수 있다. 그러나 이에 대한 모델링 정보는 공개되지 야고 있다. 따라서 본 연구에서는 다음의 식을 오일러 법(Euler method)을 적용하여 비구면 렌즈의 기하학적 형상을 모델링하였다.(중략)
본 연구에서 제안하는 혼합 방법(hybrid method)은 흐름이 우세한 영역에서의 전송 문제를 정확하고 효과적으로 해결하기 위하여 개발된 것으로 오일러-라그란쥐적 방법과는 달리 전방추적에 의하여 이송 과정이 수행되므로 보간 기법이 불필요하고 무작위 행보에 의한 라그란쥐적 방법과 달리 유한 차분법에 의하여 확산 과정이 수행되므로 많은 입자가 요구되지도 않는다. 한 점에 순간적으로 부하되는 오염원과 연속적으로 부하되는 오염원에 대한 이론적인 해와 비교하여 확산 계수와 무관하게 상당히 만족할 만한 결과를 얻었다. 현 방법은 또한 2차원 상에서 주변 5격자로부터 보간하는 오일러-라그란쥐적 방법과 무작위 행보로 입자 추적하는 순수 라그란쥐적 방법과 비교하여 정확성은 물론 계산 시간에 있어서도 상당히 월등한 방법임이 입증되었다.
본 논문은 로터 시스템의 디스크 회전운동을 표현하는데 있어 운동방정식을 통합하는 과정에서 기존 연구자들이 채택한 오일러 각 사용법이 일관성이 없음을 지적하였다. 기존 연구자들은 오일러 각 순서가 달라서 속도와 운동에너지도 달리 산정하였음은 물론, 운동방정식은 오직 선형 시스템만 취급해 왔다 이러한 오일러 각 사용법의 단점을 극복하기 위하여 회전운동을 더욱 단순하게 매개화할 수 있는 4원법(quaternion)과 구 좌표계를 적용하여 비선형 시스템을 도출하였다. 이를 바탕으로 수치해석을 통하여 기존 방법과 비교하여 제안한 방법의 신뢰성과 우수성을 보였다.
In this study the unsteady aerodynamic analysis of a hovering helicopter rotor is performed. For the accurate flow field analysis Euler equations and the free wake method are coupled. The Euler equations are solved to find the pressure distribution around the rotor, and free wake method is used to give the boundary condition for the solution of Euler equations. Also, vortex strength and wake motion after the rotor are simulated by the free wake method. The accuracy of the present method is compared with the source sink model. The present method is applied to the hovering Caradonna-Tung rotor and compared with experimental results.
본 연구에서는 푸리에 변환법에 의한 위상정보 추출 기술을 개발하고, 주파수 영역에서의 창함수 필터에 따른 위상추출 특성을 분석하였다. 푸리에 변환법은 위상이동법과는 달리 정현파 패턴이 투영된 하나의 영상만을 이용하여 3차원 형상정보를 추출할 수 있는 장점이 있다. 획득된 영상은 오일러 공식으로부터 다음과 같이 표현할 수 있다. (중략)
현대금융공학에 있어서 확산모형은 중요한 역할을 담당하고 있다. 다양한 형태의 확산모형이 제안되어왔고 현실에 응용되어 왔다. 확산모형을 이용하여 금융자료를 분석하기 위하여는 확산모형의 모수를 추정하는 것이 필수불가결한 단계이다. 이들 모수에 대한 다양한 추정방법들이 제안되어 왔고, 많은 연구에서 이러한 추정방법들이 갖는 성질에 대하여 연구되어져왔다. 이 연구에서는 그 적용방법이 단순하여 가장 자주 사용되는 것으로 알려진, 오일러 근사법과 신국소근사법(NLL) 그리고 일반화 적률법(GMM)과 같은 세 가지 추정방법들에 대한 통계적 성질을 검토하게 될 것이다. 모의실험연구를 통하여 오일러근사법이나 NLL방법이 GMM 방법에 비하여 훨씬 좋은 성질을 가지고 있음을 보이게 된다. 특히 GMM은 적용방법이 단순할 뿐만 아니라 강건성(robustness)이라는 좋은 성질을 가지고 있는 것으로 알려져 있어서 많은 연구에서 매우 자주 사용되는 추정방법이다. 그러나 본 연구에서 확인해 본 바와 같이 GMM은 그 사용법이 오히려 더욱 단순한 NLL이나 오일러방법에 비하여 열등한 통계적 성질을 보여주고 있었다. 특히나 확산계수에 추정모수가 포함된 경우에 GMM은 매우 좋지 못한 성질을 보이게 된다.
본 논문은 명시적 유한요소 해석을 이용하여 군함이나 수상함 아래의 수중에서 어뢰가 폭발할 때의 파편들의 거동을 조사하기 위하여 작성되었다. 본 연구에서는 LS-DYNA에서 라그랑주-오일러 (ALE) 접근법이라 불리는 유체-구조물 상호작용(FSI) 기법을 적용하여 어뢰파편과 선체의 응답을 관찰하였다. 오일러 모델은 공기, 물, 폭약으로 구성되며, 라그랑주 모델은 파편과 선체로 이루어져 있다. 본 모델링의 핵심은 최악파편이 어뢰로부터 가까운 곳(4.5 m)에 위치한 선체에 파공을 일으킬 수 있는지 여부를 파악하는 데 있다. 시뮬레이션은 별도의 두 단계로 수행되었다. 첫 번째의 예비해석에서는 팽창하는 어뢰의 외피가 찢어지는 데 폭약에너지의 30%가 소모된다는 가정 하에 수중폭발 시의 파편속도에 대해 잘 알려져 있는 실험결과를 토대로 최악파편의 초기속도를 결정하였다. 두 번째의 총괄해석에서는 최악파편이 선체에 부딪치기 직전에 보일 것으로 예상되는 파편의 종단속도를 찾고자 하였다. 그 결과, 주어진 조건 하에서 최악파편의 초기속도는 매우 빠른 것으로 나타났다(400 및 1000 m/s). 하지만 충돌이 발생할 때의 파편과 선체 간의 속도차이는 불과 4 m/s 정도로 매우 작았다. 이 결과는 물에 의한 큰 항력의 영향도 있지만 선체에 부여한 비파괴 조건도 영향을 끼쳤을 것으로 보인다. 하지만 적어도 본 논문에서 가정한 해석조건 하에서는 최악파편의 느린 상대속도로 인하여 선체에 파공이 발생하기는 어려운 것으로 나타났다.
지점운동을 받는 베르누이-오일러 보의 동적 유한요소해석을 위하여, 준정적 분해법을 사용하여 유한요소 정식화 및 지점운동 묘사를 위한 보요소를 개발하였다. 이 보요소들은 전통적인 2 절점 Hermitian 보 요소로서 기존의 모델링 방법을 그대로 따르면서 한 쪽 절점이 운동하는 지점과 일치하는 경우 해당 요소만을 본 연구에서 제안하는 요소로 대체하여 사용할 수 있도록 수식화하였다. 이 요소의 유용성과 정확성을 보이기 위해 지점운동을 받는 정정보들에 대해 수치실험을 실시하고 그 결과들을 이론해와 비교함으로써 사용이 간편함과 동시에 정확도가 매우 높다는 사실을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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