• 제목/요약/키워드: Galerkin 근사해법

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불연속 갤러킨 유한요소법을 이용한 1차원 천수방정식의 댐 붕괴류 및 천이류 해석 (Dam-Break and Transcritical Flow Simulation of 1D Shallow Water Equations with Discontinuous Galerkin Finite Element Method)

  • 윤광희;이해균;이남주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.1383-1393
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    • 2014
  • 최근, 급속한 컴퓨터 하드웨어의 성능 향상과 전산유체역학 분야의 이론적 발전으로, 고차 정확도의 수치기법들이 계산수리학 분야에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 1차원 천수방정식에 대한 수치 해법으로 TVD Runge-Kutta 불연속 갤러킨(RKDG) 유한요소법을 적용하였다. 대표적인 천이류(transcritical flow)의 예로 순간적인 댐 붕괴에 의한 댐 붕괴류(dam-break flow) 흐름과 지형변화에 의한 천이류를 모의하였다. 리만(Riemann) 근사해법으로 로컬 Lax-Friedrichs (LLF), Roe, HLL 흐름률(flux) 기법을 사용하였고, 불필요한 진동을 제거하기 위하여, 기울기 제한자로서 MUSCL 제한자를 사용하였다. 개발된 모델은 1차원 댐 붕괴류와 천이류에 적용하였다. 수치해석 결과는 해석해, 수리실험 결과와 비교하였다.

기하학적 비선형과 이송 가속도를 갖는 전개하는 보의 동적해석 (Dynamic Analysis of a Deploying Beam with Geometric Non-Linearity and Translating Acceleration)

  • 송덕기;정진태
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.658-663
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    • 2001
  • The dynamic response of an axially deploying beam is studied when the beam has geometric non-linearity and translating acceleration. Based upon the von Karman strain theory, the governing equations and the boundary conditions of a deploying beam are derived by using extended Hamilton's principle considering the longitudinal and transverse deflections. The equations of motion are discretized by using the Galerkin approximate method. From the discretized equations, the dynamic responses are computed by the Newmark time integration method.

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하이브리드 격자를 적용한 2차원 홍수 모델링 (A Flood Modeling Using 2D FV Model with Hybrid Grid)

  • 김병현;한건연
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.43-43
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    • 2015
  • 천수방정식을 사용하는 초기 수치모형은 프로드수($F_4$)가 변화하는 흐름 즉, 상류방향과 하류방향으로 전파하는 홍수파를 동시에 해석하기 위해 중앙 차분기법이 필요한 상류(sub-critical flow)와 흐름방향에 따른 상류이송(upwinding)기법이 필요한 사류(super-critical flow)가 나타나는 흐름해석에서 어려움이 있었다. 하지만, 근사 Riemann 해법의 등장으로 흐름방향에 관계없이 특성선을 따라 정확한 상향가중기법의 적용이 가능하게 되어, 천수방정식을 지배방정식으로 하는 수치모형이 더욱 실용적으로 적용될 수 있도록 하였다. 따라서, 현재 근사 Riemann 해법은 Godunov 형 유한체적 기법, 불연속 Galerkin 혹은 Petrov-Galerkin 유한요소기법 그리고 Boussinesq 기법에도 적용되고 있으며, 특히 Godunov 형 유한체적기법과 결합한 근사 Riemann 해법은 댐 붕괴, 하천 범람 그리고 도시 및 해안지역 침수에 이르기까지 여러 가지 문제에 폭넓게 적용되고 있다. 지금까지 홍수 모델링에 적용된 Godunov형 유한체적모형은 정형 사각격자나 비정형 삼각격자 중에서 한가지의 격자 종류만을 적용한 연구가 주로 수행되었으며, 유한요소모형과 같이 이 두 가지 격자를 동시에 적용한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 일반적으로, 삼각격자는 사각격자와 는 달리 연구유역의 경계나 지형이 복잡한 경우에도 큰 노력없이 격자의 생성이 가능하나, 격자와 노드의 수가 사각격자보다 많아 계산시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 반면, 사각격자는 하천과 같이 선형으로 변하는 지형에 대해서는 표현하기가 용이하며 계산시간의 효율성도 뛰어나다. 본 연구에서는 하천, 도시 그리고 해안지역에서의 효율적이고 정확한 홍수 모델링을 위해 삼각 및 사각격자 그리고 이 두 격자를 동시에 고려한 하이브리드 격자의 적용이 가능한 Godunov형 2차원 유한체적 모형을 개발하였다. 그리고 개발모형을 정확해가 있는 댐 붕괴 문제, 실측치가 존재하는 실험하도 및 실제하도에 삼각, 사각 그리고 혼합격자를 생성하여 모의를 수행하고, 각 적용 격자에 따른 정확성과 효율성 및 장점과 단점을 연구하였다.

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라게르 함수를 이용한 유전체의 전자파 과도산란 해석 (Analysis of Transient Electromagnetic Scattering from Dielectric Objects using Laguerre Polynomials)

  • 정백호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.458-465
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    • 2003
  • 본 논문에서는 3차원 유전체로부터의 전자기 과도 응답을 해석하기 위하여 시간 영역 전장 적분방정식을 이용한 새로운 해법을 제안한다. 이를 위하여 공간 및 시간 시험 과정으로 분리한 갤러킨 방법을 적용한다. 3차원임의 형태의 유전체 표면을 삼각형으로 분할한 다음, 공간에 대한 등가 전류의 전개 및 시험 함수로서 삼각형 벡터 함수를 사용한다. 시간 영역의 미지 계수를 라게르 함수로부터 유도된 기저함수로 근사하며, 이 함수를 시간 영역의 시험 함수로도 사용한다 제안된 방법에 의하여 계산된 등가 전류 및 원거리장의 수치 결과들을 제시한다.

시간영역 PMCHW 적분식을 이용한 3차원 유전체의 전자파 과도 산란 해석 (Analysis of Transient Electromagnetic Scattering from 3-Dimensional Dielectric Objects by using Time-Domain PMCHW Integral Equation)

  • 정백호;서정훈;한상호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.1096-1103
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    • 2003
  • 본 논문에서는 시간영역 PMCHW 적분방정식을 이용하여 3차원 유전체로부터의 전자기 과도 응답을 해석하기 위한 새로운 해법을 제안한다. 이를 위하여 공간 및 시간 시험 과정으로 분리한 갤러킨 방법을 적용한다. 3차원 임의 형태의 유전체 표면을 삼각형으로 분할한 다음, 공간에 대한 등가전류의 전개 및 시험 함수로서 삼각형 벡터 함수를 사용한다. 시간영역의 미지 계수를 라게르 함수로부터 유도된 기저함수로 근사하며, 이 함수를 시간영역의 시험함수로도 사용한다. 제안된 방법에 의하여 계산된 유전체의 등가전류 및 원거리장의 수치 결과들을 보인다.