• 제목/요약/키워드: Numerical schemes

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FUNWAVE-TVD 수치모형을 이용한 수중천퇴를 통과하는 불규칙파의 수치모의에서 TVD 기법들에 의한 수치해 비교 (Comparison of Numerical Solutions by TVD Schemes in Simulations of Irregular Waves Propagating over a Submerged Shoal Using FUNWAVE-TVD Numerical Model)

  • 최영광;서승남
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.143-152
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    • 2018
  • 최근 개발된 FUNWAVE-TVD 파랑모형을 이용하여 적용되어 온 TVD 기법들의 수렴도와 수치적인 안정성을 비교하였다. Yamamoto and Daiguji(1993)의 minmod limiter를 사용하는 4차 정확도의 MUSCL-TVD 기법과 Erduran et al.(2005)의 van-Leer limiter를 사용하는 4차 정확도의 MUSCL-TVD 기법, Zhou et al.(2001)의 van-Leer limiter를 사용하는 2차 정확도의 MUSCL-TVD 기법을 비교하였으며, 수리실험 관측치가 제시되어 있는 Vincent and Briggs(1989)의 불규칙 파랑실험에 적용하였다. 불규칙 파랑의 비쇄파 실험 결과에서 minmod limiter를 사용하는 4차 정확도의 기법은 van-Leer limiter를 사용하는 기법이 요구하는 격자의 크기만큼 세밀한 격자를 요구하지는 않지만, 더 낮은 CFL을 사용해야 안정적인 모의가 가능하였다. 반면에 van-Leer limiter를 사용하는 기법에서는 numerical dissipation을 줄이기 위하여 보다 세밀한 격자를 필요로 하지만 비교적 높은 CFL을 사용할 수 있는 것으로 나타났다. 각 기법의 numerical dissipation의 영향을 최대한 줄이기 위하여 공간격자를 충분히 줄인 쇄파 모의 실험에서는 비쇄파 실험에 비하여 각 기법의 특성이 명확히 나타났다. Numerical dissipation이 상대적으로 작은 minmod limiter를 사용하는 기법으로 모의할 때는 격자를 충분히 줄이면 수치적인 불안정성이 나타나며 수치해가 발산하는 결과를 보였지만, van-Leer limiter를 사용하는 기법에서는 비교적 낮은 CFL을 사용하여 쇄파 모의가 완료되었으며, 관측치를 잘 재현하는 결과를 보였다.

해수 침투에 대한 층상 불균질성 및 지하수 양수 방식의 영향 삼차원 수치 모의 (Three-Dimensional Numerical Simulation of Impacts of Layered Heterogeneity and Groundwater Pumping Schemes on Seawater Intrusion)

  • 박화석;김중휘;염병우;김준모
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권4호
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    • pp.8-21
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    • 2008
  • 지질 매체의 층상 불균질성과 지하수 양수 방식이 해안 대수층 내에서의 지하수 유동과 염분 이동에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 해수 침투에 대한 층상 불균질성의 영향을 평가하기 위하여 하부 사토층(대수층)과 상부 점토층(준대수층)으로 구성된 층상 불균질 해안 대수층과 이에 상응하는 등가의 물질로 구성된 균질 해안 대수층을 수치 모델링하였다. 또한 해수 침투에 대한 지하수 양수 방식의 영향을 평가하기 위하여 전체 수치 모델링 기간 동안에 동일한 양의 지하수를 양수하는 연속적인 지하수 양수 방식과 두 개의 주기적인 지하수 양수 방식을 상기한 두 해안 대수층에 적용하였다. 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수 방식이 층상 대수층의 하부 사토층뿐만 아니라 상부 점토층에서의 지하수 유동과 염분 이동에 보다 중대한 악영향을 끼치며, 주기적인 지하수 양수 시에 양수 강도가 클수록 지하수 염수화가 공간적 및 시간적으로 더욱 심화됨을 보여준다. 이는 해수 침투에 의한 지하수 염수화를 최소화하기 위해서는 지속적인 지하수 양수 방식이 보다 더 적합할 수 있음을 의미한다. 또한 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수시에 상부 점토층에서의 지하수 염수화 양상이 하부 사토층에서의 그것에 비해 매우 다르게 발생함을 보여준다. 이러한 두 지층 사이의 지하수 염수화 양상의 차이는 층상 해안 대수층의 층상 불균질성에 기인하는 것으로 해석된다.

모델엔진 실린더내의 유동에 대한 다차원 수치해석 (Multidimensional numerical simulation of flows in the cylinder of a model engine)

  • 정진은;김응서
    • 오토저널
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    • 제11권3호
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    • pp.29-36
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    • 1989
  • A multidimensional numerical simulation for flows in an engine with axisymmetric geometry was performed. Three kinds of differencing schemes, namely, skew upwind differencing scheme (SUDS), interpolated upwind differencing scheme (IUDS), upwind differencing scheme (UDS), are used in a comparative study. Simultaneously, the effects of the artificial dampings and the grids on numerical results are estimated. Compared with the measurements, the calculations with SUDS and proper artificial damping show very similar qualitative tendency with observed results. But there are some discrepancies due to numerical errors and unclear boundary conditions.

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다해상도 시간영역법의 수치적 분산특성과 안정조건 (Numerical Dispersive Characteristics and Stability Condition of the Multi-Resolution Time Domain(MRTD) Method)

  • 홍익표;유태훈;윤영중;박한규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.328-335
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    • 1996
  • The numerical dispersive characteristics and the numerical stability confition of the Multi-Resolution Time-Domain(MRTD) method are calculated. A dispersion analysis of the MRTD schemes including a comparison to Yee's Finite-Difference Time-Domain(FDTD) method is given. The superiority of the MRTD method to the spatial discretization is shown. The required computational memory can be reduced by using the MRTD method. We expect that the MRTD method will be very useful method for numerical modelling of electromagnetics.

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오리피스 유체댐퍼의 수치해석적 설계 (Numerically Analytical Design of An Orifice Fluid Damper)

  • 이재천;김성훈;문석준
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.105-112
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    • 2003
  • This paper presents the numerical design technology of a passive orifice fluid damper system especially for the characteristics between the damper piston velocity and the damping force. Numerical analysis with the visual interfacial modeling technique was applied into the analysis of the damper system's dynamics. A prototype orifice fluid damper was manufactured and experimentally tested to validate the numerical simulation results. The performances of various damper system schemes were investigated based on the verified numerical simulation model of orifice fluid damper.

수직평판을 타고 흐르는 층류파동액막류에 대한 체적분율식 시간차분법에 따른 해석 결과 비교 (Comparison of Numerical Results for Laminar Wavy Liquid Film Flows down a Vertical Plate for Various Time-Differencing Schemes for the Volume Fraction Equation)

  • 박일석;김영조;민준기
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권11호
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    • pp.1169-1176
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    • 2011
  • 액막류는 레이놀즈수 및 유동 안정성에 의해 파동이 없는 층류액막류, 파동을 동반한 층류 액막류 및 난류액막류로 구분된다. 파동액막류는 강한 비선형성에 의해 매우 복잡하여 기존에는 주로 실험적 연구가 진행되었다. 수치적 해석은 주로 파동이 없는 경우에 국한되었으며 여러 가지 자유표면 해석기법을 이용하여 평균액막두께를 예측하였다. 이 연구에서는 층류액막류의 파동현상을 레이놀즈수 20~1000 범위에서 수치해석하였다. 이 때, VOF 자유표면 해석기법에 기반한 여러 가지 수치방법을 비교 연구하였으며 평균액막두께, 파동속도 및 진폭을 실험결과와 비교하였다.

최적화된 집적 유한 차분법을 위한 내재적 시간전진 기법의 개발 (Development of Optimized Compact Finite Difference Schemes)

  • 박노성;김재욱;이덕주
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1998년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.7-12
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    • 1998
  • Optimized high-order compact(OHOC) schemes were proposed, which have high spatial order of truncation and resolution to simulate the aeroacoustic problems due to unsteady compressible flows. Generally, numerical schemes are categorized explicit or implicit by time-marching method. In this research, OHOC differences which were developed with explicit time-marching method is used to have implicit formulation and the implicit OHOC differences result in block hepta-diagonal matrix. This paper presents the comparisons between the explicit and implicit OHOC schemes with a second order accuracy of time in the 1-d linear wave convection problem, and between the explicit OHOC scheme of 4th-order accuracy in time and the implicit OHOC scheme of 1st-order accuracy in tine for the 1-d nonlinear wave convection problem. With these comparisons, the characteristics of implicit OHOC scheme are shown in the point of CFL number.

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중심 및 상류 컴팩트 차분기법을 적용한 난류유동의 LES (On Large Eddy Simulation with Centered and Upwind Compact Difference Schemes)

  • 박노마;유정열;최해천
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.807-810
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    • 2002
  • The suitability of high-order accurate, central and upwind-biased compact difference schemes is evaluated for the large-eddy simulations of flows in complex geometry. Two flow geometries are considered: channel and circular cylinder. The effects of numerical dissipation and aliasing error on the evaluation of subgrid scale stress are investigated by extending the analysis by Ghosal (1) to centered and upwind compact schemes. It is shown that the failure of upwind schemes mainly comes from the aliasing error.

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Asymptotic Performance Analysis of Free-Space Optical Links with Transmit Diversity

  • Feng, Jianfeng;Zhao, Xiaohui
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제20권4호
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    • pp.451-463
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    • 2016
  • The misalignment errors and fluctuations in irradiance due to atmospheric turbulence can severely degrade the performance of free-space optical (FSO) systems. In this paper, we investigate the asymptotic bit error rate (BER) performance and diversity orders of FSO links using parallel transmit-diversity schemes. The BER expressions of FSO links with the switch-and-examine transmit (SET), switch-and-examine transmit with post-selection (SETps), dual-branch transmit laser selection (Dual-TLS), and group transmit laser selection (Group-TLS) schemes are derived, based on an approximate channel model. Then numerical simulations for these four schemes in the region of high average signal-to-noise ratio (SNR) are presented under different channel conditions. The results show that the four transmit-diversity schemes can reduce system complexity and overcome the limitation of peak power, without much BER deterioration.