• Title/Summary/Keyword: 3차원 수치해석기법

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Application of 3-D Numerical Method (LES-WASS-3D) to Estimation of Nearshore Current at Songdo Beach with Submerged Breakwaters (잠제가 설치 된 부산 송도해수욕장의 해빈류 예측에 관한 3차원 수치해석기법(LES-WASS-3D)의 적용)

  • Hur, Dong-Soo;Lee, Woo-Dong;Kim, Myoung-Kyu;Yoon, Jong-Sung
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.27 no.4
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    • pp.14-21
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    • 2013
  • This study examined the field application of a 3-D numerical model (LES-WASS-3D) to the estimation of the nearshore current at Songdo beach, Busan. The wave and tide conditions observed at Songdo beach during Typhoon Ewiniar (July 10, 2006) were used in a numerical simulation. The numerical wave heights were in good agreement with the field data. The spatial distributions of the wave heights, mean water levels, and mean flows obtained from the numerical simulation are discussed in relation to the bottom topographical change near Songdo beach before and after Typhoon Ewiniar. The results revealed that LES-WASS-3D is a powerful tool for estimating the nearshore current in the field.

숏크리트 거동에 대한 갱도모형실험과 수치해석의 비교

  • Yu, Gwang-Ho;Lee, Min-Ho;Park, Yeon-Jun
    • Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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    • 2007.03a
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    • pp.112-121
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    • 2007
  • 지보재의 파괴가 고려된 터널의 안전율을 산정하기 위해 허용응력 설계법에 기초하여 숏크리트 내에 발생하는 응력이 허용응력을 초과하면 숏크리트가 파괴된다고 가정하고, 전단강도 감소기법을 이용하여 수치해석적(2차원)으로 구하는 방법이 유광호 등(2005)에 의해 제시되었다. 하지만 허용응력 설계법에 근거한 방법은 숏크리트의 허용 휨응력을 과소평가하여 터널의 안정성 및 안전율을 과소평가하는 경향이 있다. 따라서 본 논문에서는 숏크리트의 파괴거동을 갱도모형실험을 통해 확인하고 3차원 수치해석에 의해 검증하였다. 갱도모형실험에 사용된 터널은 실제 터널의 거동을 모사하기 위해 폭 3.3m, 높이 2.9m, 깊이 0.5m의 마제형으로 제작되었다. 지보재인 숏크리트는 거푸집을 이용하여 타설하고 28일간 양생하였고 7개의 실린더와 30cm의 모래 뒷채움을 이용하여 지보재에 최대한 등방하중이 가해질 수 있도록 하여 실험을 수행하였다.

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Performance Prediction of SOFC using Numerical Analysis (전산해석을 이용한 SOFC 성능 예측)

  • Park, S.M.;Oh, T.Y.;Kim, J.Y.;Lee, H.I.
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.88.1-88.1
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    • 2011
  • 본 연구에서는 SOFC 시스템 설계기술 개발을 위한 기초 연구로서 전산해석을 이용한 SOFC 성능예측 기법을 개발하였다. 기본설계 단계에서 SOFC의 성능을 개략적으로 예측할 수 있는 1차원 예측 모델을 정립하였으며, 온도, 조성, 전해질, 전극 두께 등을 비롯한 다양한 조건 변화에 따른 성능예측을 수행하여 실험값과 비교한 결과 최대전력밀도 조건에서 23%의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 또한 Stack 제작단계에서 다양한 운전조건과 형상변화에 따른 SOFC 성능 변화를 예측할 수 있는 3차원 해석기법을 정립하였으며, 최대전력밀도에서 5.1%의 오차를 보였다. 포괄적인 열 및 물질 전달 현상과 전기화학반응을 3차원적으로 해석함으로써 보다 정확한 예측이 가능하였다. 또한 수소와 적당량의 수분을 함께 공급할 경우 SOFC 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 기술을 활용할 경우 시제품 제작 전에 전지시스템의 성능을 미리 예측할 수 있으므로, 향후 제품 개발시 제작비용 절감과 설계기간 단축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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Study on Numerical Analysis Method for Moving Boundary of Interior Ballistics (강내탄도의 이동경계면 해석을 위한 수치해석 기법 연구)

  • Kim, In-Joo;Jang, Jin-Sung;Sung, Hyung-Gun;Roh, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.760-763
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    • 2010
  • The expansion of 1D numerical code to 2D or 3D is needed in order to improve the analysis accuracy of the interior ballistics. The cut cell method has been imposed for the code expansion to multi dimensions. The MUSCL-Hancock scheme as a high resolution method has been selected. A feasibility of the cut cell method has been verified by analyzing the free piston problem.

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On Generation Methods of Oblique Incidence Waves in Three-Dimensional Numerical Wave Tank with Non-Reflected System (3차원 무반사 수치파동수조에서 경사입사파의 조파기법 개발)

  • Hur, Dong-Soo;Lee, Woo-Dong
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.23 no.6
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    • pp.401-406
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    • 2011
  • In this study, generation methods of oblique incident wave are newly proposed and examined using the fully non-linear numerical model with non-reflected wave generation system(LES-WASS-3D). In order to verify, free surface elevation and horizontal velocities are compared with $3^{rd}$ -order Stokes wave theory in 3-D oblique incident wave field. As a results, it is revealed that the numerical results by newly proposed technique are in good agreement with the theory.

Papers : Turbulent Flow Analysis Using CFDS Scheme (논문 : CFDS 기법을 이용한 난류 유동장 해석)

  • Mun, Seong-Mok;Kim, Jong-Am;No, O-Hyeon;Hong, Seung-Gyu
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.3
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    • pp.105-114
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    • 2002
  • 효율적인 난류 유동장 해석을 위해 CFDS 기법에 1개의 대수적 난류 모델과 2개의 1-방정식 난류 모델이 적용되었다. 대수적 난류 모델인 Baldwin-Lomax 난류모델과 1-방정식 난류 모델인 Baldwin-Barth, Spa lart-Allmaras 난류 모델을 비교하기 위해 2차원 유동에 대해서 2가지 경우, 3차원 유동에 대해서는 3가지 경우에 대해 해석하였다. CFDS 기법의 수치적 결과의 타당성은 실험치와의 비교를 통하여 입증하였다.

A Study of Statistical Analysis of Rock Joint Size and Intensity by Stereological Approach (입체해석학적 접근법에 의한 암반 절리 크기 및 밀집도의 통계적 분석에 관한 연구)

  • 류동우;김영민;이희근
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.12 no.1
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    • pp.10-18
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    • 2002
  • Rock joint system makes a heavy effect on the behavior of rock structures. The definition of a 3D rock joint system is very important in 2D or 3D numerical analysis for the prediction of the behavior of a discontinuous rock mass. To enhance the reality of a 3D definition of rock joint system, it is essential to estimate the unbiased statistics of basic geometric attributes of rock joints. In this study, we have proposed the statistical analysis and derived the related equations for an estimation of statistics of joint size and intensity. Geometry of rock joints in 3 dimensional space can be defined by the aggregate of location, size, orientation and intensity. The dimensional limit of survey method and its data makes 3D geometric attributes probabilistic. In the estimation of statistics of joint size, we have discussed the technique to correct the bias from a dimensional limit and derived the equation of 3D joint intensity by stereological approaches.

Information of Flood Estimation using GIS for Three Dimensional Visualization (GIS를 이용한 2차원 홍수범람정보의 3차원 가시화)

  • Lee, Jin-Woo;Kim, Hyung-Jun;Cho, Yong-Sik
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.8 no.2
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    • pp.159-164
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    • 2008
  • This study simulated the flood inundations of the Nakdong River catchment running through Yangsan, a small city located in the south eastern area of Korea by using the depth averaged two-dimensional hydrodynamic numerical model. The numerical model employs the staggered grid system including moving boundary and a finite different method to solve the Saint-Venant equations. A second order upwind scheme is used to discretize the nonlinear convection terms of the momentum equations, whereas linear terms are discretized by a second order Leap-frog scheme(Cho and Yoon, 1998). The numerical model was applied to a real topography to simulate the flood inundation of the Yangsan basin in Yangsan. The numerical result for urban district was visualization for three dimension. These results can be essentially utilized to construct the three dimensional inundation map after building the GIS-based database in local public organizations in order to protect the life and property safely.

Evaluation of Seismic Performance for Various Types of Pile Head of Landing Pier (잔교식 안벽에서 말뚝 두부형식에 따른 내진성능 평가)

  • Jang In-Sung;Kwon O-Soon;Park Woo-Sun;Jeong Weon-Mu
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.17 no.2
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    • pp.70-79
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    • 2005
  • Most of landing piers in Korea employ the combination of vertical piles and batter piles, which shows good efficiency in static lateral resistance but poor seismic performance. Many attempts have continuously been made to increase the seismic performance of batter piles with various aseismatic systems. In this study, new types of aseismatic system were developed by use of rubber and ball bearing, and shaking table tests and 3 dim. numerical analyses were performed in order to compare the seismic performance for various types of pile head. The test and numerical analysis results show the high seismic performance of newly proposed systems and the applicability off dim. numerical analysis considering the non-linear behaviour of rubber and ball bearing systems.

Data Sampling Using Oversampling Technique for Estimating Two-Dimensional Dispersion Coefficients (2차원 분산계수 경험식 산정을 위한 오버샘플링 기법 활용 데이터 샘플링)

  • Lee, Sun Mi;Park, In Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.449-449
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    • 2021
  • 하천 내 오염물질 유입원은 하수처리장과 같이 농도를 예측 가능한 점오염원이 일반적이지만, 수질오염사고와 같이 다량의 유해물질이 일시에 하천에 유입되는 경우도 발생하곤 한다. 특히 오염물질 유입지점과 취수장이 인접한 경우, 오염물질 혼합해석에 대한 이해가 오염사고 대응 및 수질 관리 측면에서 매우 중요하다. 자연하천에서는 사행에 따른 유속 구조의 불균일성 등으로 인하여 오염물질의 이송 및 분산 과정은 매우 복잡하게 나타난다. 이러한 하천의 지형적, 수리학적 특성이 오염물질의 혼합 거동에 미치는 영향을 정확하게 모의하기 위해서는 3차원 수치모형을 적용해야 한다. 그러나 대부분의 하천은 하폭 대 수심비가 매우 크기 때문에 2차원 이송-분산 방정식을 지배방정식으로 채택하는 2차원 수치 모형이 널리 사용되어왔다. 2차원 이송-분산 방정식의 해석결과는 입력된 종, 횡 분산계수의 값에 따라 변화하기 때문에 정확한 혼합해석을 위해 분산계수의 결정이 매우 중요하다. 과거 연구에서는 횡 분산계수의 결정을 위해 기본 수리량을 이용한 경험식을 활용하여 계산한 바 있다. 종 분산계수의 경우에는 경험식의 산정에 필요한 충분한 실험 자료가 축적되어 있지 않아 이상적 흐름 상태를 가정하여 유도된 Elder의 이론식(Elder, 1959)을 사용해왔다. 하지만 많은 연구에서 이러한 Elder의 이론식이 종 분산계수를 과소산정 할 우려가 있다고 제시했다. 따라서 하천의 전단류 분산특성을 나타낼 수 있는 데이터 확보를 통해 종 분산계수의 경험식 산정 및 횡 분산계수의 정확도 향상이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 기존 선행 연구에서 수행된 2차원 추적자실험 데이터의 확장을 위해 오버샘플링 기법을 적용하였으며, 이를 통한 머신러닝을 통한 분산계수 산정 가능성을 분석하고자 한다. 부족한 추적자 실험 데이터를 확장하기 위해 오버샘플링 기법 중 SMOTE 기법을 활용했다. 오버샘플링 기법을 이용하여 생산된 데이터의 신뢰성을 검증하였으며, 추후 머신러닝을 이용한 2차원 종, 횡 분산계수 산정에 대한 활용 가능성을 분석했다.

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