• Title/Summary/Keyword: K-D 방정식

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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.

확장 Born 근사에 의한 시추공간 3차원 전자탐사 모델링 (Three-dimensional Cross-hole EM Modeling using the Extended Born Approximation)

  • 이성곤;김희준;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권2호
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    • pp.86-95
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    • 1999
  • 이 연구에서는 적분방정식의 근사해를 이용한 3차원 모델링 알고리듬을 구성하고 그 효율성을 분석하였다. 전기장 적분방정식에 확장 Born 근사(extended Born approximation)를 적용시켜 알고리듬을 구성하였으며 모델링의 계산 속도를 향상시키기 위하여 Green 텐서 적분을 공간 주파수 영역에서 수행하였다. 이 방법은 연속 함수로 표현되는 전기전도도를 갖는 이상체에 대한 모델 계산을 가능하게 하고, Green 텐서 적분시 발생하는 특이치 문제가 발생하지 않는 장점이 있다 얇은 전도체에 대한 모델링 계산 결과를 적분방정식의 해와 비교하여 알고리듬의 타당성을 검증하였다. 전기전도도 물성차, 사용 송신원의 주파수에 따른 개발된 알고리듬의 분석을 통하여 물성차 1:16 정도, 사용주파수는 100 Hz-100 kHz까지 정확한 결과를 얻었다. 그러나, 확장 Born 근사는 송신원과 모델의 상대적인 위치에 따라 오차를 나타내었다. 한편, 연속적인 전기전도도 함수를 갖는 모델에 대한 이 알고리듬의 적용성를 알아보기 위하여 서로 다른 전기전도도를 갖는 두 이상체가 접합한 모델에 대하여 적분방정식의 해와 비교하였으며 양호한 결과를 나타내었다.

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시선 추적기를 통해 본, 4학년 학생들의 방정식에 대한 관계적 사고 형성 -웹기반 저울을 중심으로 (Elementary Students' Formation of Relational Thinking about Equation - Centered for Web-Based Balance)

  • 이미진;이광호
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제17권3호
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    • pp.391-405
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    • 2015
  • 본 연구에서는 시선추적기(Eye-Tracker)를 활용하여 웹기반 저울 교수학습 프로그램을 이용한 대수적 실험이 학생들의 방정식에 대한 관계적 사고를 형성 시키는지를 학생들의 시선 움직임으로 확인하고자 하였다. 연구문제를 해결하기 위해 전주의 J초등학교 4학년 학생 24명을 대상으로 방정식(a+b+c=d+_) 문제를 3블록, 4가지 형식(12문항)으로 제시하여 시선추적기를 통해 사전사후검사를 실시하고 전략이 뚜렷하지 않은 경우는 면담을 실시하여 인지 과정을 살펴보았다. 수업은 웹기반 수저울 중심으로 등호에 대한 개념 이해와 관계적 사고가 형성되도록 짜여졌다. 그 결과 웹기반 수저울은 받침점을 기준으로 좌우를 비교하도록 하는 과제 해결과정에서 등호에 대한 개념 형성 뿐 아니라, 평형을 이루기 위해 좌우를 살피는 문제 해결과정을 통해 관계적 사고를 형성할 수 있었다.

스펙트럴 포물선 방정식 법을 이용한 수중음파 전달해석 (Analysis of Acoustic Propagation using Spectral Parabolic Equation Method)

  • 김국현;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.72-78
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    • 1996
  • 본 논문에서는 2차원 양방향 포물선 방정식 법과 푸리에 변환을 이용하여 3차원 굴절현상 및 3차원 후방 산란파를 포함하는 $2\frac12$차원 문제를 푸는 방법에 대해 다루었다. 여기서 $2\frac12$ 차원 문제란 2차원적 해양환경 하에 3차원적 음원이 존재할 경우를 의미한다. 2차원 양방향 포물선 방정식법은 수치기법으로 깊이 방향과 수평거리 방향에 대해 각각 Galerkin법과 Crank-Nicolson법을 사용하며 수직 불연속 경계면에 의한 후방 산란파를 포함한 수평거리 의존 문제에 대해 유용한 해를 제공한다. 2차원 해양환경에서는 파수 k가 종 또는 횡 수평거리 방향과 깊이 방향에 대한 함수이므로 3차원 Helmholtz방정식 법을 이용해 스펙트럴 해를 구하여 다시 푸리에 역변환하면 최종 해를 구할 수 있다. 본 연구방법의 정확성을 시험하기 위해서 계단형 해저면을 갖는 간단한 해양환경에서 계산을 수행해 보았으며 대한해협의 특정지역에서의 3차원적 음파전달 특성을 살펴보았다.

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3차원 MT 모델링 기법의 비교 분석 (A Comparative Study of 3D MT Modeling Methods)

  • 한누리;남명진;김희준;송윤호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권2호
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    • pp.154-160
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    • 2007
  • 이 논문에서는 Mackie et al. (1994), Sasaki (1999) 및 Nam et al. (2007)이 개발한 3차원 자기지전류 탐사 모델링 알고리듬의 특징을 자세히 비교 분석하고자 한다. Mackie et al. (1994)과 Sasaki (1999)의 알고리듬은 유한차분법(FDM)에 기초한 반면, Nam et al. (2007)의 알고리듬은 변유한요소법(EFEM)에 기초하고 있다. 이들 세 가지 방법으로 COMMEMI 3D-2 모형의 해를 구하고 적분방정식법의 해와 비교하였으며, 또한 세 가지 격자에 대해 세 개 주파수에서 계산시간을 비교하였다. FDM에 기반을 둔 두 가지 기법에서는 EFEM을 이용하는 경우보다 빠른 시간에 해를 계산할 수 있으며 이때 계산된 겉보기비저항과 위상은 전체적으로 적분방정식법의 해와 잘 일치하였으며 이상체 근처에서만 작은 차이를 보인다. 한편 EFEM에 기초한 알고리듬도 비교적 합리적인 시간 내에 매우 정확한 해를 계산할 수 있으며 지형을 포함한 경우에도 해를 계산할 수 있는 장점이 있다.

시뮬레이션에 의한 순환식(循環式) 벼 건조(乾燥) -순건조(純乾燥) 및 템퍼링 시간(時間)의 영향(影響)- (Continuous Flow Rice Drying Using Simulation -Resident and Tempering Time Effects-)

  • 금동혁;알 폴 씽
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제11권2호
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    • pp.41-54
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    • 1986
  • 순환식(循環式) 벼 건조과정(乾燥科程)을 건조(乾燥)-템퍼링의 연속 과정으로 간주하여 이를 해석(解析)할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하였으며, 시뮬레이션 결과치와 실험치가 잘 일치하였다. 특히 벼의 박층건조방정식(薄層乾燥方程式)으로 Page 형의 방정식(方程式)과 수분확산방정식(水分擴散方程式)을 이용한 모델을 비교하였으며, 수분확산계수는 백미부(白米部), 쌀겨부(部) 및 왕겨부(部)로 나누어 고려하였다. 시뮬레이션 모델을 이용하여 순건조(純乾燥) 및 템퍼링 시간(時間)이 건조속도(乾燥速度), 소요(所要)에너지 및 곡물품질(穀物品質)에 미치는 영향을 분석(分析)하고 적절한 순건조시간(純乾燥時間) 및 템퍼링 시간을 제시하였다.

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고르지 않은 바닥을 지나는 천수 흐름에 대한 유한체적 모형 (Finite-Volume Model for Shallow-Water Flow over Uneven Bottom)

  • 황승용
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권2호
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    • pp.139-153
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    • 2013
  • 고르지 않은 바닥을 지나는 천수 흐름을 해석하기 위해 천수방정식의 흐름률 경사항과 바닥 경사 생성항에 대해 HLLL 기법과 DFB(Divergence Form for Bed slope source term) 기법을 각각 적용하여 유한체적 모형을 구성하였다. 또한, PSC(Partially Submerged Cell)의 고려를 위해 VFR(Volume/Free-surface Relationship)도 이용하였다. MUSCL에서 WSDGM(Weighted Surface-Depth Gradient Method)을 보다 단순하게 고쳐도 원래의 방법과 정확도가 동등함을 1차원 정상 흐름에 대해 확인하였다. 1차원 PSC에 대한 VFR를 통해 흐름률 경사항과 바닥 경사 생성항의 선평형성이 정확하게 충족됨을 입증하였다. 2차원 PSC에서 DFB 기법으로는 지배방정식의 선평형성이 충족되지 않은 문제를 삼각형 격자에 대한 VFR를 이용하여 해소하였다. 삼각형 턱과 둥근 융기를 지나는 2차원 댐 붕괴 흐름에 대한 모의에서 실험실 실험 결과와 잘 부합됨을 확인하였다. 또한, 부분 댐 붕괴 흐름에 대한 모형의 적용에서 경사면은 물론 불규칙 바닥에서도 요철의 잠김이 성공적으로 모의되었다. 따라서 고르지 않은 실제 하천 지형에 대한 이 모형의 적용성이 기대된다.

다량의 중수반사체 계통에 대한 2-점노 운동방정식 (TWO-Point Reactor Kinetics for Large D$_2$O Reflected Systems)

  • 노태완;오세기;김성년;김동훈
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제19권3호
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    • pp.192-197
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    • 1987
  • 다량의 중수반사체를 가진 조밀한 노심에서는 핵분열시 발생하는r선과 중수소와의 (r,n) 반응에 의해 지발 광중성자가 다량 생성되므로 이러한 계통을 기술하기 위하여 광중성자와 그 모핵종의 공간적 분리에 역점을 두어 2-점노 운동방정식을 정립하였다. 여러 반응도를 주입하여 출력 천이를 모사계산하므로써 노심과 반사체사이의 관련 효과를 조사하였다. 이 모델에 의한 모사계산 결과와 공간 종속 운동방정식에 의한 계산결과를 비교하였다. 반사체 영역에서의 광중성자 효과가 포함되므로써, 이를 포함하지 않은 모델에 비해 출력 천이현상을 감소시켰다. 실제로 출력을 측정하는 계측기는 이러한 공간적 분리영 향을 제거하기 위하여 노심 내부에 위치하여야 한다.

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자동차 내부 열유동해석 및 전방유리면의 해빙 전산해석 (NUMERICAL ANALYSIS OF THERMAL FLOW OF CABIN INTERIOR AND DE-ICING ON AUTOMOBILE GLASS)

  • 송동욱;박원규;장기룡
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.75-80
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    • 2005
  • The present work was undertaken to numerically analyze the defrosting phenomena of windshield glass. In order to analysis the phase change from frost to water on windshield glass by discharging hot air from a defroster nozzle, the flow and the temperature field of the cabin interior, the heat transfer through the windshield glass, and the phase change of frost should be solve simultaneously. In the present work, the flow field was obtained by solving 3-D incompressible Navier-Stokes equations, and the temperature field was computed from the incompressible energy equation. The phase change process was solved by the enthalpy method. For the code validation, the temperature and the phase change of the driven cavity were calculated. The calculation showed a good agreement with other numerical results. Then, the present code was applied to the defrosting problem of a real automobile, and a good agreement with the experimental data was also obtained.

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차분방정식에 의한 역 z변환 계산을 위한 초기 조건의 추출 (Extraction of Initial Conditions For a Recursive Numerical Inverse z-Transform Method)

  • 이재석;정태상
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제51권8호
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    • pp.368-373
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    • 2002
  • The inverse z-transform of a z-domain expression of a sequence can be Performed in many different methods among which the recursive computational method is based on the difference equation. In applying this method, a few initial values of the sequence should be obtained separately. Although the existing method generates the right initial values of the sequence, its derivation and justification are not theoretically in view of the definition of z-transform and its shift theorems. In this paper a general approach for formulating a difference equation and for obtaining required initial values of a sequence is proposed, which completely complies to the definition of the z-transform and an interpretation of the validity of the existing method which is theoretically incorrect.