• 대한수학회보
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• 제56권1호
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• pp.265-276
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• 2019

For a simple implementation, a linear convex splitting scheme was coupled with the Fourier spectral method for the Cahn-Hilliard equation with a logarithmic free energy. However, an inappropriate value of the splitting parameter of the linear scheme may lead to incorrect morphologies in the phase separation process. In order to overcome this problem, we present a nonlinear convex splitting Fourier spectral scheme for the Cahn-Hilliard equation with a logarithmic free energy, which is an appropriate extension of Eyre's idea of convex-concave decomposition of the energy functional. Using the nonlinear scheme, we derive a useful formula for the relation between the gradient energy coefficient and the thickness of the interfacial layer. And we present numerical simulations showing the different evolution of the solution using the linear and nonlinear schemes. The numerical results demonstrate that the nonlinear scheme is more accurate than the linear one.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제21권1호
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• pp.1-16
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• 2017

The Allen-Cahn equation is solved numerically by operator splitting Fourier spectral methods. The basic idea of the operator splitting method is to decompose the original problem into sub-equations and compose the approximate solution of the original equation using the solutions of the subproblems. The purpose of this paper is to characterize higher order operator splitting schemes and propose several higher order methods. Unlike the first and the second order methods, each of the heat and the free-energy evolution operators has at least one backward evaluation in higher order methods. We investigate the effect of negative time steps on a general form of third order schemes and suggest three third order methods for better stability and accuracy. Two fourth order methods are also presented. The traveling wave solution and a spinodal decomposition problem are used to demonstrate numerical properties and the order of convergence of the proposed methods.

• 한국해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.96-104
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• 1996

Hamilton's principle is used to derive Euler-Lagrange equations for free surface flow problems of incompressible ideal fluid. The velocity field is chosen to satisfy the continuity equation a priori. This approach results in a hierarchial set of governing equations consist of two evolution equations with respect to two canonical variables and corresponding boundary value problems. The free surface elevation and the Lagrange's multiplier are the canonical variables in Hamilton's sense. This Lagrange's multiplier is a velocity potential defined on the free surface. Energy is conserved as a consequence of the Hamiltonian structure. These equations can be applied to waves in water of finite depth including generalization of Hamilton's equations given by Miles and Salmon.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1994년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.91-96
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• 1994

The growth and propagation of microcracks existed in concrete cause failure of concrete. This is called "damage". The concepts of two principles, equivalent strain principle and equivalent energy principle, are reviewed and compared in the case of uniaxial compressior to concrete. The damage evolution law and constitutive equation are derived by using the Helmholz free energy and the dissipation potential by means of the thermodynamic principles.rinciples.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.751-759
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• 1994

콘크리트는 초기부터 미세균열을 포함하고 있으며 이들의 성장과 전파에 의해 파손이 발생한다. 이와같은 과정을 손상이라 한다. 연속체 손상역학의 개념을 소개하고 열역학 법칙으로부터 자유에너지함수와 소산포텐셜을 가정하여 이차텐서로 나타낸 손상모델의 전개법칙과 구성방정식을 제안하였다. 구성방정식은 탄성과 손상 및 소성을 고려하도록 하였다. 도출된 모델을 이용하여 단조하중에 의한 일축과 이축응력을 받는 콘크리트에 적용하여 그 타당성을 검정하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.197-201
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• 2009

다상유동의 상분리 시뮬레이션 기법으로 Lattice-Boltzmann방법(LBM)을 이용하였다. 기체와 액체상사이의 경계면에서 마이크로한 상호교환을 LBM의 등가함수에서 취급하고 있으며, Van-der-Walls의 free energy를 도입하였다. 표면에너지에 따라 상경계면의 기울기의 변화, 온도에 따른 상분리 특성등을 조사하고, 일정 온도상에서 기체와 액체의 상분리 시뮬레이션을 수행하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권1호
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• pp.65-76
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• 1996

콘크리트의 미세공극 혹은 미세균열의 발생과 성장은 콘크리트의 점차적인 물성 저하를 야기한다. 이와같은 손상은 이방성을 가지며 소성과 함께 콘크리트의 비선형거동을 일으키는 주요원인이 된다. 본 논문은 콘크리트의 탄소성 변형 및 손상을 고려하여 콘크리트의 이방성 손상거동을 해석할 수 있는 콘크리트 연속체 손상모델의 개발에 관한 연구이다. 등가 탄성 에너지원리를 이용하여 이방 손상텐서로 표현된 유효탄성텐서를 구하고, 이를 포함하고 있는 열역학 법칙의 자유에너지함수와 소산포텐셜로부터 손상의 전개법칙을 유도한 후, 손상에너지해방률의 함수로 표현한 손상면을 적용하므로써 콘크리트의 이상성손상을 효율적으로 해석 할 수 있는 구성방정식을 유도하였다. 또한 이방성 손상모델에 콘크리트의 소성모델을 도입시켜 탄소성 변형 및 손상을 함께 고려할 수 있는 콘크리트의 연속체 손상모델을 개발하였다. 개발된 손상모델을 유한요소해석 프로그램에 적용하여 1축 및 2축의 여러 조합응력을 받는 콘크리트 모형을 유한요소해석하였으며, 실험결과 또는 타 모델과의 비교로부터 손상모델의 타당성을 검증하였다.