• Title/Summary/Keyword: 이차해석법

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Numerical Experiments of Shallow Water Eqs. by FEM (유한요소법을 이용한 천수방정식의 수치실험)

  • Choi, Sung Uk;Lee, Kil Seong
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.10 no.4
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    • pp.141-150
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    • 1990
  • Numerical experiments of sballow water equations are performed under various boundary conditions by finite element method to simulate the circulation in estuaries and coastal areas. Galerkin method is employed to discretize spatial domain, and for time integration, finite difference method (Crank-Nicolson scheme) is used. This method is tested in five problems, in which first four cases have analytic solutions. The computed values are well in agreement with the analytic solutions in four experiments and the result of the last 2-dimensional ease is resonable. Implicit and two step Lax-Wendroff schemes in time domain are compared, and the results when using four node bilinear and triangular elements are presented. Consequently it takes very long time for complex problems requiring many elements to integrate all the time steps using the implicit schemes. And the explicit scheme requires careful consideration in selecting the time step and the grid size to obtain the desired accuracy.

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Unsteady RANS computations of turbulent flow in a high-amplitude meandering channel (고진폭 만곡수로에서 난류흐름의 비정상 RANS 수치모의)

  • Lee, Seungkyu;Paik, Joongcheol
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.50 no.2
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    • pp.89-97
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    • 2017
  • Turbulent flow structure in the high amplitude meandering channel is complex due to secondary recirculation with helicoidal motions and shear layers formed by flow separation from the curved sidewall. In this work, the secondary flow and the superelevation of the water surface produced in the high-amplitude Kinoshita channel are reproduced by the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) computations using the VOF technique for resolving the variation of water surface elevation and three statistical turbulence models ($k-{\varepsilon}$, RNG $k-{\varepsilon}$, $k-{\omega}$ SST). The numerical results computed by a second-order accurate finite volume method are compared with an existing experimental measurement. Among applied turbulence models, $k-{\omega}$ SST model relatively well predicts overall distribution of the secondary recirculation in the Kinoshita channel, while all three models yield similar prediction of water superelevation transverse slope. The secondary recirculation driven by the radial acceleration in the upstream bend affects the flow structure in the downstream bend, which yields a pair of counter-rotating vortices at the bend apex. This complex flow pattern is reasonably well reproduced by the $k-{\omega}$ SST model. Both $k-{\varepsilon}$ based models fail to predict the clockwise-rotating vortex between a pair of counter-rotating vortices which was observed in the experiment. Regardless of applied turbulence models, the present computations using the VOF method appear to well reproduce the superelevation of water surface through the meandering channel.

Direct Simulation of Compression and Pumping Characteristics for a Gaede-Type Drag Pump (분자드래그펌프의 압축 밀 배기특성 해석)

  • 이영규;이진원
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.4 no.4
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    • pp.343-349
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    • 1995
  • 게데형 분자드래그펌프의 배기특성을 강구(hard sphere)분자모델과 NTC(No Time Counter)충돌 scheme을 이용한 직접모사 법의 하나인 DSMC(direct simulation Monte Carlo)방법을 이용하여 해석하였다. 해석에 사용된 모델은 높이가 일정하고, 길이가 높이의 1~3000배 사이인 이차원 채널이다. 자유분자영역으로부터 연속체 영역까지의 영역에서 최대압축비와 배기속도를 계산하였다. 계산결과 기존의 최대압축비 이론 결과는 채널내의 압력변화가 클 때는 큰 오차를 유발하는 것을 알 수 있었고, 유동방향의 기체분자의 통과확률은 채널 길이와 출구압력에 관계없이 거의 일정한 값을 갖는다는 것을 발견하였다.

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Optimum Design of Automobile Seat Upper Arm Using Finite Elements (유한요소를 이용한 자동차 시트 어퍼암의 최적설계)

  • 임오강;이진식;노효철;최정묵
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.2
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    • pp.135-141
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    • 2001
  • 차량 충돌시 자동차의 시트는 승객 및 운전자를 보호해야 한다. 따라서 자동차시트는 충분한 강도를 가져야 하며 이것은 여러 가지 법규에 의해서 제재되고 있다. 물리적 실험 결과가 법규에 정한 규정치를 만족시키기 위해 과대설계 될 수 있다. 그러나 이것은 연비를 줄이기 위한 경량화의 만족이라는 설계요구에 상충한다. 본 논문에서는 헤드레스트 강도시험을 시뮬레이션하고 과대 설계되어 있다고 판단되는 어퍼암을 최적화 모델로 최적설계를 수행하였다. 순차 이차 계획법인 PLBA 알고리즘과 민감도 해석을 위하여 직접근사해석법을 사용하였다.

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Two-Dimensional Analysis of the Characteristics at Heterojunction of MODFET Using FDM (유한 차분법을 이용한 MODFET의 이차원적 해석)

  • Jung, Hak-Gi;Lee, Moon-Key;Kim, Bong-Ryul
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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    • v.25 no.11
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    • pp.1373-1379
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    • 1988
  • This paper describes a two-dimensional analysis of the potential distribution and electron concentration of the MODFET at channel using FDM. More exact analysis can be obtained by two-dimensional analysis which considers parasitic effects ignored in one-dimensional analysis. Using Poisson and Shrodinger equations, the potential distribution and the wave function are calculated within a constant error bound. As a result, the relations between the thickness of spacer, doping concentration of (n) AlGaAs layer, and the sheet density of the 2DEG (2 Dimensional Electron Gas) of MODFET at channel are suggested quantitively. The sheet density of the 2DEG is increased as the thickness of the spacer is decreased of the doping concentration of the (n)AlGaAs layer is lowered.

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일차함수와 이차함수의 이해

  • Park, Je-Nam;Yang, Hui-Jeong
    • Communications of Mathematical Education
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    • v.8
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    • pp.287-301
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    • 1999
  • 방과후 수학수업이나 현행 수학능력시험 후 고3학생의 수학지도는 그 방법과 목적이 기존의 수학교과의 내용과 운영방식과는 차별화 되야 한다. 특히 교사는 이에 대한 인식과 필요한 지식이 증대 되야 하며, 교내 방과후 영재반 또는 수학관련 동아리에서 사용할 주제의 선정과 교수법이 개발되어야한다. 주제선정은 대수, 해석영역에서 연계성이 강하게 나타나는 것이 바람직하며, 수학교육의 목표에 실질적으로 부합되어야한다. 본 논문에서 우리는 일${\cdot}$이차 다항식을 예로 제시하고자 한다. 다항식은 중학교 수학교과에서 인수분해와 전개의 대상이고 고교과정에선 접선이나 정적분의 대상이다. 우리는 일${\cdot}$이차다항식을 미분, 적분, 행렬, 그리고 벡터의 입장에서 근사(approximation)의 주체로 다루었다.

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A Study on the Configuration of Two-Dimensional Waterjet Inlet (이차원 물분사 추진장치 입구면 형상에 관한 연구)

  • J.M. Lew;S.K. Hong;Y.G. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.36 no.2
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    • pp.9-21
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    • 1999
  • The waterjet is very widely used today in propulsion system of high speed vessel but manufacturer is limited because of an efficiency and a difficulty of a manufacture on the inlet configuration of the waterjet. The importancy in designing the inlet configuration of the waterjet lies on the minimization of the cavitation which is largely affecting the efficiency. In this paper, the configuration analysis is carried out to find a optimum shape which is minimizing the cavitation using a two dimensional potential-based panel method with an inlet configuration of a flush type. Also, it is developed a direct design method finding an inlet configuration by a given pressure distributions. The numerically obtained optimum shape using this configuration analysis method show a good agreement compared to the Kashiwadani's results. It is carried out a direct design method over a lip and a ramp of an inlet configuration wish pressure distributions obtained a result of the configuration analysis and the results show a good agreement compared to original configuration.

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Application of PIV in the Flow Field Over a Fixed Dune Bed (언덕이 있는 하상유동 계측을 통한 PIV기법의 수력학적 적용연구)

  • Hyun B. S.;Balacharldar R.;Patel V, C.
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.5 no.3
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    • pp.10-15
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    • 2002
  • The assessment of PIV to measure the mean velocity and turbulence was carried out over a train of fixed two-dimensional dunes. The agreement between the PIV and LDV is good enough even in regions of flow reversals and high shear. Though limited in the wall normal direction field-of-view, PIV provides instantaneous flow fields, which reveal the complex nature of flow over dunes, as well as more sophisticated analyses such as two-point space correlation and quadrant analysis with a reasonable accuracy The present study is expected to be directly applied to more complex flow such as sediment transport.

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3D Numerical Modeling of Flow in a Kinoshita Meandering Channel (사행수로에서의 흐름 해석을 위한 3차원 수치모의)

  • Lee, Seung Kyu;Paik, Joongcheol;Shin, Seung Sook;Park, Deog Sang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.42-42
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    • 2015
  • 사행수로에서의 원심력은 비선형적인 압력분포를 야기하여 이차류, 편수위 등과 같은 불규칙하고 복잡한 흐름을 발생시킨다. 일반적으로 이들 흐름은 난류이고 매우 3차원적이며 자유수면과의 상호작용이 중요한 역할을 할 수도 있다. 환경, 유사이동, 지형 변화와 관련된 환경 수리학적 관점에서 사행수로에서의 흐름을 이해하고 설계하기 위해서는 이러한 복잡한 3차원 흐름을 정확하게 계산하는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 유한차분법에 근거한 3차원 흐름해석 모형을 이용하여 사행수로에서의 난류 흐름을 모의하고자 한다. 지배방정식은 3차원 비정상 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식이며, 난류 해석을 위해서 공학적으로 널리 이용되고 있는 난류 모형 중 k-omega 모형을 이용한다. 수치모형은 시간과 공간에 대해서 2차 정확도의 이산화 기법을 적용한다. 자유수면의 변동은 이상(two-phase) VOF (volume of fluid) 기법을 이용하여 계산한다. 수치모형의 적용 대상은 기존 문헌에서 제시되어 있는 키노시타 사인곡선을 이용하여 만든 폭 60cm의 사행수로에서 후르드수 0.23 그리고 레이놀즈수 41,700의 조건에서 발생시킨 난류 흐름이다. 적용한 난류모형들을 이용하여 해석한 결과들을 유속벡터분포와 수위의 항으로 비교분석하여 사행수로에서 발생되는 이차류와 편수위 변화 재현에 대한 수치모형의 적용성을 평가하고 각 난류모형들의 특성을 제시한다.

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