• 제목/요약/키워드: 중심차분법

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비정렬 동적격자를 이용한 블레이드-와류 간섭에 따른 공탄성 변위예측 (Prediction of Aeroelastic Displacement Under Close BVI Using Unstructured Dynamic Meshes)

  • 조규원;오우섭;권오준;이인
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.37-45
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    • 2002
  • 본 연구에서는 이차원에서 비정상 비점성 유동해석을 위한 비정렬 동적 편자 기법을 개발하였다. 유동해석 기법은 시간에 대해 2차의 정확도를 갖는 내재적인 시간적분법을 사용하였으며, 격자중심의 유한 체적법과 Roe의 풍상차분법을 이용하여 공간에 대한 차분화를 하였다. 시간과 공간에 대한 정확도를 증가시키기 위해서는 해에 따라 원하는 위치에 격자점들을 임의로 추가할 수 있는 비정상 동적 적응격자 기법을 사용하였다. 이를 이용하여 이차원의 2자유도를 갖는 스프링 에어포일 시스템의 와류와의 간섭현상에 따른 공탄성적 변위를 예측하였다.

단섬유보강 플라스틱재료의 사출성형 충전공정 수치해석 (Numerical Simulation of Injection Molding Filling Process of Short-Fiber-Reinforced Thermoplastics)

  • 권태헌
    • 유변학
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    • 제5권2호
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    • pp.109-124
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    • 1993
  • 본 연구의 목표는 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 단섬유 강화 플라스틱의 충전 공정에서의 과도기적 섬유방향성을 예측하는 수치해석 프로그램의 개발에 있다. Hele-Shaw 방정식에 단섬유에 의해서 추가된 응력을 고려한 Dinh-Armstrong의 모델을 도 입함으로써 새로운 충전과정의 압력 지배 방정식이 유도되었다. 새로운 압력지배 방정식은 단섬유에 의한 응력 때문에 몇 개의 새로운 항들을 포함하고 있다. 충전 과정의 해석은 새 로운 압력지배방정식과 에너지 방정식을 유한효소법과 유한 차분법을 이용하여 풀고 동시에 배향텐서(roientation tensor)의 변화 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 풀었다. 단섬유 배향 텐서를 텐서의 변환 법칙을 이용하여 임의의 3차원 금형 공간내의 모든유한요 소의 중심에서 두께방향의 모든유한 차분 격자를 따라 계산하였다. 이러한 방법으로 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 비등온 충전유동과 과도기적 3차원 섬유배향상태를 서로의 상호작용을 고려하여 수치 모사하여 다양한 유동 형태에 따른 단섬유 배향 상태의 변화에 대하여 알아보고자 한다.

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Coplanar Waveguide를 이용한 대역통과 필터 설계 (Design of Bandpass Filter Using Coplanar Waveguide)

  • 김종국;남윤권;서종우;박동철
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.91-94
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    • 2000
  • 본 논문에서는 CPW (coplanar waveguide) 구조의 볼연속을 3차원 유한차분법으로 해석하고 그 결과를 이용하여 대역통과 필터를 설계하였다. 대역통과 필터에 사용된 CPW 구조의 불연속을 신호선의 끊어짐에 의한 불연속이였고 10 GHz 의 중심주파수와 500MHz 대역을 갖는 광진기가 3개인 대역통과 필터를 설계, 계작하여 비교하였다. CPW 구조의 볼연속 해석결과는 제작된 필터의 측정을 통하여 대역통과 필터 설계이론에 적용할 수 있다고 확인할 수 있었다.

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디지털 이미지 처리와 강형식 기반의 무요소법을 융합한 시험법의 모서리 점과 이미지 해상도의 영향 분석 (Analysis of the Effect of Corner Points and Image Resolution in a Mechanical Test Combining Digital Image Processing and Mesh-free Method)

  • 박준원;정연석;윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.67-76
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    • 2024
  • 본 논문에서는 역학적 변수들을 측정하는 방안으로 디지털 이미지 프로세싱과 강형식 기반의 MLS 차분법을 융합한 DIP-MLS 시험법을 소개하고 추적점의 위치와 이미지 해상도에 대한 영향을 분석하였다. 이 방법은 디지털 이미지 프로세싱을 통해 시료에 부착된 표적의 변위 값을 측정하고 이를 절점만 사용하는 MLS 차분법 모델의 절점 변위로 분배하여 대상 물체의 응력, 변형률과 같은 역학적 변수를 계산한다. 디지털 이미지 프로세싱을 통해서 표적의 무게중심 점의 변위를 측정하기 위한 효과적인 방안을 제시하였다. 이미지 기반의 표적 변위를 이용한 MLS 차분법의 역학적 변수의 계산은 정확한 시험체의 변위 이력을 취득하고 정형성이 부족한 추적 점들의 변위를 이용해 mesh나 grid의 제약 없이 임의의 위치에서 역학적 변수를 쉽게 계산할 수 있다. 개발된 시험법은 고무 보의 3점 휨 실험을 대상으로 센서의 계측 결과와 DIP-MLS 시험법의 결과를 비교하고, 추가적으로 MLS 차분법만으로 시뮬레이션한 수치해석 결과와도 비교하여 검증하였다. 이를 통해 개발된 기법이 대변형 이전까지의 단계에서 실제 시험을 정확히 모사하고 수치해석 결과와도 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한, 모서리 점을 추가한 46개의 추적점을 DIP-MLS 시험법에 적용하고 표적의 내부 점만을 이용한 경우와 비교하여 경계 점의 영향을 분석하였고 이 시험법을 위한 최적의 이미지 해상도를 제시하였다. 이를 통해 직접 실험이나 기존의 요소망 기반 시뮬레이션의 부족한 점을 효율적으로 보완하는 한편, 실험-시뮬레이션 과정의 디지털화가 상당한 수준까지 가능하다는 것을 보여주었다.

Newton 차분법을 이용한 개선된 디인터레이싱 연구 (A study on Improved De-Interlacing Applying Newton Difference Interpolation)

  • 백경훈
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권1호
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    • pp.449-454
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    • 2020
  • 본 논문에서는 하나의 필드만을 사용하여 비월 주사 영상을 순차 주사 영상으로 변환하는 개선된 디인터레이싱 방법을 제안한다. 먼저, 구하고자 하는 화소의 위와 아래 각각 5개 화소를 이용하여 세분화된 화소 사이의 값들을 Newton의 전향차분과 후향차분을 이용하여 구한다. 이렇게 얻어진 화소 사이의 값과 5개의 알려진 화소값들을 이용하여 구하고자하는 화소를 중심으로 위와 아래화소의 방향을 세분화하여 각각의 상관관계를 구한다. 구하고자 하는 화소에서의 에지의 방향성은 위와 아래 상관관계가 가장 최소가 되는 방향으로 예측한다. 구하고자 하는 화소값 결정은 예측된 방향에 따라 위와 아래 화소값의 평균값으로 결정한다. 모의실험 결과 기존의 제시된 여러 디인터레이싱 방법에 비해 엣지에서의 주관적 화질이 개선되었으며 또한 객관적 화질에 있어서 정량적으로 PSNR 계산결과 0.2~0.3dB정도의 화질개선이 이루어졌다.

대학의 폐교지정이 주변 지역 공동주택 가격에 미치는 영향 -동부산대학교를 중심으로- (Effect of University Closure on the Prices of Nearby Apartments -In the Case of Dong-Pusan College-)

  • 김민규;김현수;최열
    • 대한토목학회논문집
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    • 제42권2호
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    • pp.273-279
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    • 2022
  • 현재까지 폐교가 진행된 곳은 전국적으로 총 17개 대학으로 지금도 폐교에 직면한 학교들이 여전히 존재하는 만큼 인구이탈이 빠른 비수도권을 중심으로 대학의 생존위험이 커지고 있는 실정이다. 문제는 폐교가 이루어질 경우 지역사회에 큰 파장을 불러올 수 있어 다양한 도시문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 동부산대학교를 사례로 주택가격과 연계하여 폐교 주변 지역을 주택시장 관점에서 접근하였다. 폐교지정 전후를 비교하기 위해 이중차분법(DiD)을 실시하여 실증 분석한 결과 폐교 위기에 직면한 대학 주변 주택가격은 대학 쇠퇴에 따른 영향으로 아파트가격의 하락 및 정체현상을 보여 주변 지역발전에 부정적인 영향을 미친것으로 나타났다.

콘크리트 보강재 박리 검사를 위한 전자파 모델링 (Modeling of Electromagnetic Wave Propagation for Detection of Bond Delamination in Concrete)

  • 남연수;임홍철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.261-269
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    • 2004
  • 콘크리트 보의 내력 증강을 위해, 탄소 섬유시트와 유리 섬유시트 등의 보강재를 보의 하부에 접착시킴으로써, 기존 콘크리트 부재를 보강할 수 있다. 이러한 보강법에 대한 다양한 설계 방법 및 적용 기법들이 개발되고 있지만, 보강 후 접착 성능을 포함한 건전도 평가는 아직 실용화되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 콘크리트 보에 부착된 보강재의 박리 여부를 검사하기 위해 전자기파의 모델링 기법을 적용하였고, 이는 박리검사용 실험 장치를 개발하기 위한 토대를 마련하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 3GHz와 5GHz의 가우스 파와 사인 파를 입사파로 사용하여, 박리 두께가 각각 1mm와 3mm 인 콘크리트 시편에 전자파를 보내는 경우를 유한차분 시간영역법(FD-TD method)으로 모델링 하였다. 그 결과, 파형과 중심 주파수에 따라 정확도의 차이는 있었으나 박리의 유무와 위치를 찾아 낼 수 있었다.

기계평면시일의 동적 불안정성에 관한 연구

  • 서택석;김청균
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1990년도 제11회 학술강연회초록집
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    • pp.45-52
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    • 1990
  • 고도의 신뢰도를 요구하는 정밀기계의 보편화는 트라이볼로지 요소중에서 밀봉기능에 관련된 시일의 해석 및 설계가 커다란 관심사로 부각되었다. 특히 고속회전을 요하는 경우에 대한 회전 시스템의 동적 안정성은 대단히 중요하다. 미끄럼 접촉운동을 하고 있는 기계평면시일의 시일링 간극은 대단히 작기 때문에 시일의 접촉면에서 형상이 변화하게 되면 시일 성능은 커다란 영향을 받게 된다. 시일의 접촉표면 가공시 발생되는 평면도(flatness), 조립시의 회전축과 시일축 사이의 중심 맞추기의 어려움, 회전축의 자중량 등 때문에 발생되는 회전링 사이의 상대적인 경사도(misalignment)는 시일의 동적 불안정성에 영향을 준다. 또한 상대 접촉 운동면에서 경계 또는 고체 마찰에 의한 마멸의 진행은 시일의 코닝(coning) 현상을 일으킨다. 본 연구에서는 비압축성 유체가 온도의 영향을 받아 점도가 선형적으로 변화하는 경우에 대한 시일링 간극 내에서의 압력분포를 유한차분법을 이용하여 해석하였다. 여기서 얻어진 결과를 이용하여 시일의 축력과 모우멘트를 해석함으로써 시일의 동적 불안정성에 대하여 논하였다. 이 때 기계평면 시일의 형상은 코닝이 있고, 시일의 중심축이 경사진 경우를 고려하였다.

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비정렬 혼합 격자계 기반의 삼차원 점성 유동해석코드 개발 (Development of a 3-D Viscous Flow Solver Based on Unstructured Hybrid Meshes)

  • 정문승;권오준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권8호
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    • pp.677-684
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    • 2007
  • 본 연구에서는 삼차원 점성 유동을 효율적으로 해석하기 위해 사면체, 프리즘, 피라미드를 포함하는 비정렬 혼합격자계를 기반으로 하는 유동해석코드를 개발하였다. 유동의 지배방정식은 격자점 중심의 유한체적법을 사용하여 공간차분회었으며, 제어테적은 메디안 듀얼(median-dual)방법으로 구성하였다. 난류유동 해석은 Spalart-Allmaras 난류모형과 연계하여 계산되었다. 개발된 해석코드의 정상 유동 검증을 위해 삼차원 날개에 대한 층류, 난류유동을 해석하였으며, 비정상 유동 검증을 위해 조화운동에 의해 진동하는 삼차원 날개에 대한 유동해석을 수행하였다.

연속살균장치에서의 액상/고상 식품간의 대류열전달계수 예측 (Fluid/Particulate Heat Transfer Coefficient in a Continuous Flow Cooking System)

  • Choe, J.S.;Hong, J.H.;Koh, H.K.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제29권2호
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    • pp.141-150
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    • 2004
  • 우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.