• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.8 no.4
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• pp.201-206
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• 1993

A space-time finite element method was presented for time dependent problem. The method which treat both the space and time unformly were proposed and numerically tested. The weighted residual process was used to formulate a finite element method in a space-time domain based upon continuous Galerkin method. This method leads to a conditional stabie high-order accurate solver.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.9
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• pp.899-905
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• 2009

Most supersonic-flow test facility has axisymmetric nozzles or two-dimensional symmetric nozzles. Compared to these nozzles, a two-dimensional asymmetric nozzle has advantages of reducing low cost for various Mach number testing and undesirable flow structure such as shock wave reflection because the nozzle part can be directly connected to the test section part in this type of nozzle. The two-dimensional asymmetric nozzle, which was Mach number 2, was designed for supersonic combustion experiment. And it was verified with the numerical analysis and visualization of Mach wave. This study suggested the practical method for design and verification of supersonic two dimensional asymmetric nozzles.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.5
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• pp.361-367
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• 2014

In this paper, task scheduling and load balancing methods of multifrontal solution methods of finite element structural analysis in a modern multicore machine are introduced. Many structural analysis problems have generally irregular grid and many kinds of properties and materials. These irregularities and heterogeneities lead to bottleneck of parallelization and cause idle time to analysis. Therefore, task scheduling and load balancing are desired to reduce inefficiency. Several kinds of multithreaded parallelization methods are presented and comparison between static and dynamic task scheduling are shown. To reduce the idle time caused by irregular partitioned subdomains, computational load balancing methods, Balancing all tasks and minmax task pairing balancing, are invented. Theoretical and actual elapsed time are shown and the reason of their performance gap are discussed.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.42 no.4
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• pp.398-410
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• 1998

For non-linear solution of the Boltzmann equation, the cumulant moment method has been studied. To apply the method to the normal shock wave problem, we restricted ourselves to the monatomic Maxwell molecular gases. The method is based on the iterative approach developed by Maxwell-Ikenberry-Truesdell (MIT). The original MIT approach employs the equilibrium distribution function for the initial values in beginning the iteration. In the present work, we use the Mott-Smith bimodal distribution function to calculate the initial values and follow the MIT iteration procedure. Calculations have been carried out up to the second iteration for the profiles of density, temperature, stress, heat flux, and shock thickness of strong shocks, including the weak shock thickness of Mach range less than 1.4. The first iteration gives a simple analytic expression for the shock profile, and the weak shock thickness limiting law which is in exact accord with the Navier-Stokes theory. The second iteration shows that the calculated strong shock profiles are consistent with the Monte Carlo values quantitatively.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.6
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• pp.607-616
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• 1999

A fractional step finite difference model for the longitudinal dispersion of nonconservative contaminants is developed. It is based on splitting the longitudinal dispersion equation into a set of three equations each to be solved over a one-third time step. The fourth-order Holly-Preissmann scheme, an analytic solution, and the Crank-Nicholson scheme are used to solve the equations for the pure advection, the first-order decay, and the diffusion, respectively. To test the model, it is applied to simulate the longitudinal dispersion of continuous source released into a nonuniform flow field as well as the dispersion of an instantaneous source in a uniform flow field. The results are compared with the exact solution and those computed by an existing model. Compared to the existing model which uses Euler method for the first-order decay equation, the present model yield more accurate results as the decay coefficient increases.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1991.11a
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• pp.22-28
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• 1991

최근 전자 및 광학분야에 있어서의 눈부신 발전은 비구면 가공기나 초정밀 연삭기와 같은 초정밀 가공기계의 개발과 실용화에 힘입은 바 크다. 이러한 초정밀 가공기의 성능을 좌우하는 핵심요소로서 주축계를 들 수 있으며, 비교적 소형 경량의 공작물을 가공하는 기계의 주축용 베어링으로는 오일 베어링을 대신하여 공기베어링이 점차 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 점급기원의 가정하에 직접수치해법을 사용하는 해석 프로그램을 작성하여, 무차원화된 설게 변수들에 대한 외부가압 공기베어링의 정$\cdot$동특성수들을 구하고, 여기서 구해진 베어링의 정$\cdot$동특성수를 사용하여 베어리으이 공기막 반력을 계산한 후, 축중심 궤적의 비선형 해석을 수행함으로써 주축 회전 정도를 예측하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.6
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• pp.1312-1319
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• 1988

Internal gear is the important part of the planetary reduction gear system. This study aims at developing the numerical analysis method for design of spherical hob to manufacture internal gear. Methods of calculation of hob tooth profile, generating tooth profile and tooth profile errors such as the errors of pressure angle, tooth thickness and pitch of spherical hob must be made smaller than those of standard tooth profile. And, the smaller the pressure angle and the number of equivalent pinion tooth become, the larger the tooth profile errors are. One design example of spherical hob is proposed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.158-158
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• 2011

천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.326-326
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• 2017

개수로에서 비에너지(specific energy)는 수로바닥을 기준으로 단위무게의 물이 가지는 에너지로 정의되며 흐름의 위치수두와 속도수두의 합으로 표현된다. 비에너지는 수로단면의 변화에 따른 수심의 변화를 해석하기 위하여 사용되는 중요한 개념이다. 사각형 개수로에서의 비에너지 관계식은 3차방정식의 형태이며, 해석적으로 3개의 해(3개의 수심)를 가지나, 물리적인 의미를 가지는 해는 2개이며 나머지 하나의 해는 음수이므로 물리적인 의미를 가지지 않는다. 물리적인 의미를 가지는 2개의 해는 각각 흐름이 상류(subcritical flow)인 경우와 사류(supercritical flow)인 경우에 대한 수심이다. 즉, 일정한 유량이 흐르는 조건에서 동일한 비에너지를 가지는 수심이 상류와 사류에 각각 존재하는데, 이 2개의 수심을 대응수심(alternate depths)이라 정의한다. 이러한 사각형 개수로에 대한 비에너지 관계식은 3차방정식이므로 그 해석해를 구할 수 있어, 수로단면의 변화에 따른 흐름의 변화를 비교적 쉽게 해석할 수 있다. 사각형 개수로가 아닌 경우의 비에너지 관계식을 이론적으로 고찰하는 연구는 찾아보기 힘들다. 이에 본 연구에서는 포물선형 개수로에 대해서 비에너지 관계식을 유도하였다. 유도된 비에너지 관계식은 비선형 음함수의 형태로 해석적으로 해를 구할 수 없다. 유도된 관계식의 해법으로 2차의 정밀도를 가지는 Newton-Raphson방법을 이용하였으며, 계산의 초기치는 상용화된 Excel에서 쉽게 구할 수 있는 회귀식을 이용하여 구하였다. 적용 예를 통해, 단순 회귀식을 이용하는 경우에는 정해와의 상대오차가 2 - 8% 내외였는데, 본 연구에서 제안하는 방법을 사용하는 경우에는 동일한 조건에서 상대오차가 0.25% 내외를 보였다. 즉 본 연구에서 제시하고 있는 양해법을 이용하면, 포물선형 개수로 흐름의 대응수심을 용이하게 그리고 정확도가 매우 높게 산정할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.666-669
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• 1996

기계 부품 응력 해석 시 널리 쓰이는 유한 요소 해법은 형상을 작은 유한 요소로 근사화하는 과정이 필요하다. 유한 요소생성의자동화는 많은 기존 연구가 있었고 산업 현장에서도 실질적인 자동 유한 요소 생성의 혜택을 받고있다. 이러한 자동 유한 요소 생성 알고리즘들은 형상을 충실하게 유한 요소로 근사화 하는데 그목적이 있다. 때로는 이러한 충실성이 너무 많은 유한 요소들을 관심 영역이 아닌 곳에 생성하게 된다. 컴퓨터의 계산 능력이 눈부시게 발전하고 있지만 기술자가 다루고자 하는 기술적인 문제가 나날이 복잡해지고있는 상황에서 컴퓨터의 계산 능력에 너무 의존하는 것은 바람직하지 않다. 본 논문은 지능과 유사하게 미소 특징을 추출하고 이를 바탕으로 기하 형상 에서 미소 특징을 소거하는 알고리즘을 소개한다. 이를 활용하면 유한 요소의 수를 해석 결과에 악 영향을 미치지 않는 상태에서 줄일 수 있으며, 결과적으로 불필요한 계산비용을 절감할 수 있다.