• Interaction and multiscale mechanics
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• 제5권3호
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• pp.287-318
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• 2012

We apply a partitioned-solution (iterative-staggered) coupling method based on a fixed Eulerian mesh with the level set function to a large-deformation fluid-structure interaction (FSI) problem where a large-deformable thin structure moves in a high-speed flow field, as an airbag does during deployment. This method combines advanced fluid and structure solvers-specifically, the constrained interpolation profile finite element method (CIP-FEM) for fluid Eulerian mesh and large-deformable structural elements for Lagrangian structural mesh. We express the large-deformable interface as a zero isosurface by the level set function, and introduce virtual nodes with level sets and structural normal velocities to generate the level set function according to the large-deformable interfacial geometry and enforce the kinematic condition at the interface. The virtual nodes are located in the direction normal to the structural mesh. It is confirmed that application of the method to unfolded airbag deployment simulation shows the adequacy of the method.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.37-44
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• 2006

본 연구는 오염물 거동에 대한 수치해석을 위해 보편적으로 사용되고 있는 수치 방법들의 장단점을 총괄적으로 나타내고, 효율적인 수치모델링 기법 개발을 위해 ELLAM과 LEZOOMPC를 비교분석하였다. 지하수 분야에서 가장 많이 사용되는 수치 방법은 Eulerian-Lagrangian 방식과 Eulerian 방식인데, Eulerian-Lagrangian 방식은 수치영역 내에서 일반적으로 질량을 보존하지 못하고, 경계조건을 체계적으로 처리하지 못하는 한계를 갖고 있다. 반면에 Eulerian 빙식은 시간 및 공간 절삭 오차로 인해서 시간 간격 및 격자 크기를 극히 줄여야 하는 제약을 갖고 있다. 최근 10 년간 지하수 분야에서 크게 대두되고 있는 수치기법인 ELLAM(Eulerian Lagrangian Localized Adjoint Method)은 Eulerian-Lagrangian 방식과 Eulerian 방식에서 나타나는 수치 제약점이나 한계점을 동시에 해결하는 수치기법으로 알려져 왔다. 그러나 본 연구에서는 ELLAM의 장단점을 파악하고 보완점을 제안한다. ELLAM의 단점을 파악하기 위해, mesh Peclet number가 다른 예제들을 설정하고, 그 예제들에 대한 ELLAM, LEZOOMPC(Lagrangian-Eulerian ZOOMing Peak and valley Capturing)와 visual MODFLOW의 수치결과들을 해석해와 비교하였다. Mesh Peclet number가 무한대일 때 ELLAM의 수치결과는 수치진동으로 인해 해석해와 일치하지 않았으나, LEZOOMPC의 수치 결과는 해석해와 일치했다. 위의 결과는 ELLAM의 수치오차가 LEZOOMPC의 특성을 이용하여 개선 및 보완될 수 있는 가능성을 시사해 준다. 따라서 ELLAM에 LEZOOMPC의 후향 입지추적, 전향 입지추적, 선택적 국부 격자 세립화 과정과 최고/최저 농도점 이동 추적 과정을 결합하면 ELLAM의 수치적 장점을 유지하면서 mesh Peclet number에 제약을 받지 않는 효율적인 수치모델링 기법을 개발할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.135-138
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• 2005

최근에 ELLAM 기법을 이용한 오염물 거동 문제를 많은 사람들이 다루어 오고 있다. ELLAM 기법은 기존의 Eulerian-Lagrangian 방식에서 일어나는 질량보존 문제점과 일반경계조건의 체계적인 적용 한계점을 극복하였다. 그러나 본 연구에서는 이 방식의 장단점을 네 개의 예제를 통하여 다른 모델들과 비교 검토하여 ELLAM의 수치적 고찰을 수행하고자 한다. 예제 수행 결과 Mesh Peclet Number가 무한대일때 ELLAM은 수치확산 및 수치진동과 같은 수치오차로 인해 음수의 농도 값을 갖거나 1 보다 큰 농도를 갖는 경향을 보인다. 그러나 Mesh Peclet Number 50 일때는 전체적으로 해석해와 잘 일치함을 볼 수 있다. 반면, LEZOOMPC(Lagrangian-Eulerian ZOOMing Peak and valley Capturing)는 항상 좋은 결과를 보여주고 있다. 따라서 위의 결과를 종합하여 볼 패 ELLAM의 단점은 LEZOOMPC의 성질을 이용하여 개선 및 보완될 수 있음을 간접적으로 시사해준다. 즉 LEZOOMPC에서 사용되는 선택적 국부 격자 세립화 과정을 이용하면 ELLAM에시 일어나는 다양한 수치오차를 줄일 수 있을 것이라고 판단된다.

• 소성∙가공
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• 제4권1호
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• pp.69-78
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• 1995

The arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) finite element analysis is applied to the axisymmetric hot extrusion through continuous dies. In order to simulate hot forming problems, an ALE scheme for temperature analysis is proposed. The computed results are compared with experimental results as with those by pure Lagrangian method. In the present study mesh control is accomplished by the use of isoparametric mapping of quadrilaterals.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권3호
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• pp.460-470
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• 2004

A computational analysis of engineering problems with moving domain or/and boundary according to either Lagrangian or Eulerian approach may encounter inherent numerical difficulties, the extreme mesh distortion in the former and the material boundary indistinctness in the latter. In order to overcome such defects in classical numerical approaches, the ALE(arbitrary Lagrangian Eulerian) method is widely being adopted in which the finite element mesh moves with arbitrary velocity. This paper is concerned with the ALE finite element formulation, aiming at the dynamic response analysis of baffled fuel-storage container in yawing motion, for which the coupled time integration scheme, the remeshing and smoothing algorithm and the mesh velocity determination are addressed. Numerical simulation illustrating theoretical works is also presented.

• Wind and Structures
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• 제3권4호
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• pp.291-302
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• 2000

A new finite element technique to solve the problem of wind and structure interactions is presented. Conventionally, wind analysis is performed on the Eulerian description in which the finite element mesh would not move in accordance with the wind flow. However, it is not the case in wind-structure interaction problems because nodes attached to the surface of structure should move with the displacement of structure. The arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method treats the mesh and flow independently, and allow the mesh to move. In this study, the analysis domain is divided into regions of the structure, air around the structure and the interface of two regions. To satisfy the compatibility and equilibrium conditions between separated regions and to carry out the efficient analysis, the rigid link is used. Also the equation of wind and that of structure are arranged in a single matrix equation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.355-364
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• 2023

폭발 수치해석 기법 중 Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)는 구조물의 파괴뿐만 아니라 폭발 이후 충격파의 전파 과정까지 관찰할 수 있는 장점이 있다. 그러나 동적 해석 시 유한요소 모델의 격자망 크기가 일정 수준 이하로 감소하게 되면 해석 결과의 신뢰도가 부정확해진다. 본 연구에서는 ALE 수치해석 기법을 활용하여 대기의 격자망 크기가 해석의 정확도에 미치는 영향을 조사한다. 다양한 조건의 격자망 크기와 폭발 중량을 갖는 대기 중 폭발모델을 구축하고, 폭발 중심으로부터 거리에 따른 폭발압력을 관찰한다. 수치해석과 실험에서 얻은 최대 폭발압력 결과에 대해 평균 제곱 오차를 계산하여 최적의 격자망 크기를 제안하고, 제안된 크기를 바탕으로 폭발물 중량과 대기의 최적 격자망 크기에 대한 상관관계를 분석한다. 본 연구는 다양한 중량을 가진 폭발물 해석에서 최적의 격자망 크기를 제공함으로써 신뢰성이 향상된 폭발 수치해석 모델 개발에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.5-13
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• 2016

본 연구에서는 대변형 해석기법 중 하나인 Coupled Eulerian-Lagrangian 해석기법을 적용하여 TBM 굴진으로 발생하는 굴착손상영역을 분석하였다. 실제 TBM 굴진과정을 모사하기 위해 quasi-static 조건을 고려하여 동적해석을 수행하였으며, 해석시간의 효율성과 정확도를 만족시키는 최적의 조건을 찾기 위해 mesh 및 TBM 굴진속도를 변수로 하여 case study를 수행하였다. 또한 암반 종류 및 터널 직경이 굴착손상영역에 미치는 영향을 확인하기 위해서 매개변수연구를 수행하였다. 수치해석 결과, TBM 굴착으로 인한 굴착손상영역은 대부분의 경우 0.4D 이내로 나타났으며, 터널직경이 커짐에 따라 굴착손상영역도 증가하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.895-906
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• 2014

대수심 부유 구조물의 하부기초 기술 중 하나인 dynamically penetration anchor (DPA 또는 흔히 torpedo anchor로 칭함)의 거동특성을 시험결과 및 수치 해석적 접근을 통해 분석하였다. 기존의 유한요소 해석기법으로는 이러한 대수심 anchor 구조물의 거동 특성을 적절히 모사하기 어렵기 때문에 본 연구에서는 이러한 부분을 해결하기 위해 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) 법을 통해 지반-구조물 사이에서 발생하는 메쉬(mesh)의 distortion 현상 및 경계조건 등의 문제점을 대변형의 관점에서 해결하고자 하였다. 실측치와의 비교를 통해, CEL 기법의 타당성을 검증하였고, 그 결과 본 연구에서 적용한 CEL 기법이 기존 유한요소 기술로는 구현이 불가능한 대수심 anchoring system의 자유낙하에 의한 전반적인 거동 및 지반의 변형특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다. 또한 검증된 기법을 바탕으로 dynamic anchor의 거동에 영향을 주는 여러 요소들에 대한 매개변수 연구를 추가로 수행하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권7호
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• pp.895-904
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• 2004

예상치 못한 에드혹 망의 접속형태의 변경이 동반되는 멀티캐스트 라우팅 프로토콜에 대한 연구에 많은 과제를 남겨놓고 있으며, 다양한 이동 에드혹 망에 적합한 프로토콜에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 본 논문에서는 계층적 Eulerian 링 멀티캐스트 구조를 갖는 새로운 프로토콜을 제안한다. 제안한 구조는 Eulerian 링, 계층구조, 멀티캐스트 에이전트를 갖으며 기존의 방법보다 효율적이며 안전한 특성을 갖는다. 제안한 구조는 트리기반 및 메시기만 멀티캐스트 프로토콜과 비교하여 제어트래픽의 양, 점대점 지연, 패킷전송률 등에 있어 우수함은 시뮬레이션을 통해 입증한다.