• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.6
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• pp.347-355
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• 2016

This study presents a Lattice Boltzmann Method (LBM) coupled with a momentum-exchange approach/fictitious domain (MEA/FD) method for the simulation of particle suspensions. The method combines the advantages of the LB and the FD methods by using two unrelated meshes, namely, a Eulerian mesh for the flow domain and a Lagrangian mesh for the solid domain. The rigid body conditions are enforced by the momentum-exchange scheme in which the desired value of velocity is imposed directly in the particle inner domain by introducing a pseudo body force to satisfy the constraint of rigid body motion, which is the key idea of a fictitious domain (FD) method. The LB-MEA/FD method has been validated by simulating two different cases, and the results have been compared with those through other methods. The numerical evidence illustrated the capability and robustness of the present method for simulating particle suspensions.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.475-480
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• 1998

계면면적 밀도는 two-fluid 모델에서 각 상 간의 상호작용에 영향을 주는 중요한 인자로서 이상유동 현상의 해석을 위하여는 이의 적절한 모델링이 필요하다. 계면면적 밀도의 모델링은 크게 상관식에 의존하는 방법론과 수송 방정식을 사용한 이론적인 접근방식으로 개발되어왔다. 후자는 시간적, 공간적으로 변하고 있는 동적 유동조건에 대하여 계면면적 밀도를 효과적으로 예측할 수 있는 방법론으로서 flow regime의 의존성을 줄이거나 없앨 수 있는 장점을 가진다. 계면면적 수송 방정식은 유체입자의 수밀도에 대한 수송 방정식의 통계적인 모델로부터 유도되며 입자들의 상호작용 및 상변화와 관련된 생성항을 포함하고 있다. 본 연구에서는 계면면적 밀도 수송 방정식 및 그 구성 모델들에 대한 연구현황을 정리하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.17 no.1
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• pp.17-24
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• 2011

In Computer Graphics, interaction between a particle-based fluid and a rigid body is important. In General, this interaction has been simulated in a discrete environment. As a result, there have been lots of errors. The larger the time step is used, the bigger the error is. This paper describes how to minimize the error in a discrete environment. To be specific, the collision handling method is that estimates particle collision using a signed distance function increases continuously according to space. At the time a fluid particle and a rigid body model collide, the exact collision time and the position is estimated. Through this, we propose the method how to be simulated the interaction between a fluid and a rigid body model as a continuous environment.

• Communications of the Korean Mathematical Society
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• v.13 no.4
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• pp.691-725
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• 1998

무한차원 상공간에서의 디리클레 형식과 이에 관계된 확산과정에 대한 일반 이론을 소개하고, 이 이론을 물리학의 통계역학 모델에 적용하였다. 구체적으로, 고전 비유계 스핀계에 대한 통계역학적인 모델, 연속체 공간에서 상호 작용하는 무한 입자계에 대한 통계역학적인 모델에 응용하였다. 아울러서 확률 미분 방정식과 같은 디리클레 형식에 관련된 연구분야에 대해서도 간단히 알아보았다.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2002.10a
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• pp.108-112
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• 2002

다공체 이론은 간극수압 및 토질입자 및 간극수의 상호 작용을 포함하는 여러 가지 지반관련 문제의 이해에 있어 매우 중요하다. 이러한 상호작용은 토질강도 및 변형에 중요한 영향을 미친다. 본 논문은 다공체 이론(porous medium theory)의 일반식 및 구성모델을 제시하고 그에 따른 유한요소 공식을 유도하였다. 압밀 예제로서 이러한 모델의 정확도를 검증하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.5
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• pp.544-551
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• 2008

QUAL2K enhanced QUAL2E and applied in real fields efficiently incorporates denitrification process, sediment-water interaction process, bottom algae and detritus. Also, the CBOD of QUAL2K is divided into two real parts, one is slow CBOD(sCBOD) and another is fast CBOD(fCBOD). The simulation results of QUAL2E and QUAL2K models in Anyang Stream were compared and analyzed in water quality constituents of DO, BOD, Org-N, NH$_3$-N, NO$_3$-N, Org-P, Dis-P and Chl-a respectively. The similar results were shown in Org-N, NH$_3$-N, Org-P and Chl-a both QUAL2K and QUAL2E models. But the different results were revealed in DO, BOD, Dis-P and NO$_3$-N by the influence of new incorporating processes. DO was shown relatively low values in the effect of bottom algae. BOD which is influenced by particulate organic matter was revealed high values. NO$_3$-N was closed to the real values by the two processes of denitrification and sediment-water interaction. To evaluate the running results of QUAL2K and QUAL2E models, a simple statistical analysis was conducted. According to the statistical analysis, QUAL2K represented less relative error and coefficient of variation than QUAL2E in almost all of constituents. It was found that QUAL2K, which simulates the water quality more realistically, can be applied to control and manage the water problems of river or river-run reservoir effectively.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.46 no.1
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• pp.36.5-37
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• 2021

Gamma-ray binaries는 밀집성(중성자별과 블랙홀)과 질량이 큰 동반성 (>20 Msun)이 서로 공전하는 시스템이다. 이러한 시스템은 X선 영역에서 공전 주기에 따른 변광을 보이는 특징을 갖고 있는데, 이를 설명하기 위해 intrabinary shock(IBS) 모델을 이용한다. IBS는 두 천체의 항성풍이 상호작용하여 만들어내는 shock인데, 이 shock에서 가속된 입자들이 싱크로트론 기작을 통하여 X선 복사를 한다고 알려져 있다. 복사의 강도는 shock의 기하구조 변화 때문에 밀집성의 공전 위상에 따라서 주기적으로 변하는데, 이를 모형화하여 관측 데이터와 비교함으로써 궤도와 shock의 특성을 알아낼 수 있다. 이 발표에서는 IBS 모델을 설명하고, 이 모델을 매우 복잡한 X선 광도곡선을 보이는 gamma-ray binaries 중 하나인 HESS J0632+057에 적용한다. 그 결과로 이 천체계의 궤도를 추정하고, 동반성 disk와 shock의 상호작용 특성을 파악해보았다.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2006.11a
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• pp.403-406
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• 2006

A particle method recognized as one of gridless methods has been developed to investigate the nonlinear free-surface motions interacting to the structures. The method is more feasible and effective than convectional grid methods in order to solve the flow field with complicated boundary shapes. In the present study, breaking waves with a floating body are simulated to investigate fluid-structure interactions in the coastal zone.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.2
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• pp.135-142
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• 2001

사면안정해석을 위해 다공체(porous medium) 이론이 제시되었다. 다공체 이론은 간극수압, 토질입자 및 간극수의 상호작용을 포함하는 여러 가지 지반관련 문제의 이해에 있어 매우 중요하다. 이러한 상호작용은 토질강도 및 변형에 중요한 영향을 미친다. 압밀 예제로서 이러한 모델의 정확도를 첫째로 검증하였다. 사면안정해석에 있어서 토질의 응력 및 강도는 일반적인 구성모델을 포함한 비선형 유한요소해석을 사용하여 정확히 계산되었다. 사면안정해석은 한계상태를 표시하는 파괴면이 나타날 때까지 점차적인 중력의 증가로 실행되었다. 안전율은 증가시킨 중력과 실제사면 중력의 비로서 계산되었다. 제시된 사면 안정 해석 방법의 자세한 사항은 예제를 통하여 설명되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.27-27
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• 2021

세굴은 유체와 유사의 상호작용으로 발생하는 중요한 자연 현상 중 하나로, 구조 및 지반 붕괴, 홍수, 생태계 파괴 등의 문제를 야기할 수 있다. 이러한 세굴 현상을 예측하기 위해 많은 수치적 연구가 진행되어왔지만, 대부분의 연구가 기존 격자기반방법인 유한체적법 (FVM)과 개별요소법 (DEM)이 연성된 모델을 이용하였고, 이는 격자 의존도로 인한 정확도와 효율성의 문제점을 보였다. 해결책으로 입자기반 유체해석 방법인 약압축성 SPH (WCSPH)와 개별요소법의 결합모델을 이용한 모의가 연구되어 왔지만, 단순 밀도차를 활용한 유체해석방법이 압력의 불안정성을 야기하여 유사의 운동에도 영향을 주는 결과를 보였다. 또한, 개별요소법의 특성상 모의 입자의 크기를 실제 실험 입자의 크기와 동일하게 설정하면서 입자수가 지나치게 증가해 계산의 효율성이 현저히 낮아지게 되었고, 이로 인해 실제 자연 지형에 적용하는데 어려움을 보여주었다. 본 연구에서는 향상된 세굴 수치모의해석을 위해 반복법을 통해 안정적인 유체 압력을 계산하는 비압축성 SPH (ISPH)와 개별요소법을 연성한 ISPH-DEM 모델을 사용하였다. 또한, 계산속도 향상을 위해 하나의 입자가 다수의 작은 입자의 움직임을 대표하는 Coarse-grained 방법을 적용하여 기존 모델을 개선하였다. 개선된 모델을 NFLOW ISPH PURPLE 소프트웨어를 이용하여 세굴 현상을 수치 모의하였고 실험 결과와 검증을 진행한 결과, 세굴의 깊이, 너비, 형상 등을 비교하였을 때 약 10% 이내의 오차를 보였고, Coarse-grained 방법을 통한 입자 수 감소로 최소 13배 증가된 해석 속도를 보였다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 모델이 실제 자연 지형에서의 적용가능성을 확인할 수 있었다.