• 한국전산유체공학회지
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• 제2권1호
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• pp.8-12
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• 1997

The three-dimensional Euler equations are solved numerically for the analysis of contraction flows in wind or water tunnels. A second-order finite difference method is used for the spatial discretization on the nonstaggered grid system and the 4-stage Runge-Kutta scheme for the numerical integration in time. In order to speed up the convergence, the local time stepping and the implicit residual-averaging schemes are introduced. The pressure field is obtained by solving the pressure-Poisson equation with the Neumann boundary condition. For the evaluation of the present Euler solver, numerical computations are carried out for three contraction geometries, one of which was adopted in the Large Cavitation Channel for the U.S. Navy. The comparison of the computational results with the available experimental data shows good agreement.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5689-5695
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• 2012

본 연구에서는 차량에 적용되는 시트 재질인 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 고려하여 시트와 인체의 진동특성을 시험 및 수치해석 방법을 이용하여 분석하였다. 압축 시험을 통해 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성인 비선형성과 준-정역학적 특성을 구하였다. 또한 컨벌루션 적분법 및 비선형 강성 모델을 이용하여 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 수학적으로 모델링하였다. 시트의 승차감 기여도를 분석하기 위하여 시트의 동역학 모델과 ISO5982의 표준 인체 수직진동 모델을 이용하여 수직 진동모델을 구성하고 관련 운동방정식을 유도하였다. 비선형 운동방정식은 Runge-Kutta 적분법을 이용하여 수치해석 시뮬레이션을 수행하였다. 철도차량의 차체 바닥에서 측정한 진동가속도 입력에 대한 시트와 인체의 응답 특성을 분석하고 시트 설계 파라미터에 대한 승차감 지수 값들의 변화를 분석하여 시트 설계에 대한 방법론을 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.39-48
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• 2021

본 논문에서는 정적 수직하중을 받는 barrette 말뚝의 고유진동수를 산정할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 비균질 지반에 설치된 직사각형 마찰말뚝의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 지배방정식을 Runge-Kutta 법을 이용하여 수치적분하였고, 미분방정식의 고유치인 고유진동수는 Regula-Falsi 법을 이용하여 산정하였다. 말뚝의 고유진동수는 유한요소해석의 결과와 잘 일치하였다. 말뚝의 고유진동수를 증가시키는 말뚝변수는 단면형상비, 마찰저항비, 지반강성비이고, 감소시키는 말뚝변수는 마찰형상비, 세장비, 압축계수이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.88-91
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• 2001

본 연구에서는 전력계동의 다이나믹스를 정확하게 표현할 수 있는 기계적 시스템인 등가역학 모델(Equivalent Mechanical Model: EMM)을 제안하고, 이를 기초로 확고한 수학적 해석을 통해 에너지 함수의 유도 방법을 체계화 하고 물리적 의미를 파악함으로써 에너지 함수를 이용한 시스템 해석에 대한 이론적 배경을 마련한다. 또한 시영역 모의법을 이용한 과도안정도 해석의 간접법에서 SI법중 Trapezoidal법에서의 오차를 줄일수 있는 알고리즘을 제시한다. 먼저 수학적 이론을 바탕으로 전력계통에 적용하여 상태변수를 업데이트 시킴으로써 Trapezoidal법에서보다 더 정확한 데이터를 얻고자 한다. 본 연구에서는 명확한 수학적 이론의 적용을 위해 1기 무한대 모선을 모델로 시뮬레이션 하였으며 결과의 비교분석을 위해 Runge-Kutta법에 의한 시영역 모의와 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.470-474
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• 2016

Madsen et al. (2002)이 제안한 일차원 고차 Boussinesq 방정식에 대하여 불연속갤러킨 유한요소법(Discontinuous Galerkin Finite Element Method)을 적용하였다. 연속적인 Boussinesq 방정식에서 각 요소경계에 불연속을 허용할 수 있도록 공간차분하고, 시간방향으로 4차 Runge-Kutta 시간적분법, 각 요소사이에는 Lax-Friedrichs 수치흐름률을 사용하였다. 계산영역의 양쪽에 불필요한 파랑의 반사를 억제하도록 흡수층을 설치하였으며, 영역 내부에서 조파할 수 있도록 하였다. Luth et al.(1994)의 수중잠제 실험에 적용하여 관측값과 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.87-95
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• 2018

이 논문에서는 스펙트럴 요소법과 외연적 시간적분법을 이용해 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치해석 기법을 제시한다. 2차원 영역에서의 탄성파 해석을 위해 해석영역을 유한 영역으로 한정하고 파동이 반사되지 않도록 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly matched layer(PML)를 도입하였다. PML이 포함된 시간영역 파동방정식의 유한요소해법을 위해 스펙트럴 요소법을 적용하였고 Legendre- Gauss-Lobatto 수치적분법을 사용하여 질량행렬을 대각화하였다. 2차 미분방정식 시스템의 파동방정식을 1차 미분방정식 시스템으로 변환하였고 병렬화를 통한 탄성파 해석 성능의 최적화를 위해 외연적 시간적분법인 4차 Runge-Kutta 방법을 이용해 해석영역에서의 변위응답을 계산하였다. 2차원 해석영역에서 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치예제를 통해 제시한 외연적 스펙트럴 요소법의 정확성을 검증하였고 PML로 인한 반사파의 감쇠효과를 확인하였다. 외연적 시간적분법을 통한 탄성파 해석 기법은 3차원 영역과 같은 대규모 문제에서의 탄성파 수치해석을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.122-127
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• 1999

일정한 표면 온도를 갖는 쐐기형 물체 주위를 지나는 미세 극성유체의 정상상태 층류유동에 대하여 고찰하였다. Falkner & Skan에 의하여 유도된 상사해법을 이용하여 유동방향의 비선형 경계층 방정식의 해를 구하였다. 4계 Runge-Kutta법을 사용하여 Pr 수가 1일 경우의 열전달 특성을 수치적으로 해석하였고, 물질 매개변수에 대한 영향을 고찰하였다. 경계층을 가로지르는 무차원 속도와 Nusselt 수의 분포는 쐐기형 물체 주위를 지나는 Newtonian 유체의 경우와 비교하였다. Pr 수가 1이고 일정한 쐐기각을 가질 경우 물질 매개변수 K값이 증가할수록 Newtonian 유체의 경우보다 미세 극성유체의 경우 경계층의 두께가 증가하는 결과를 보였다. 그러나 물질매개변수 K값이 일정할 경우, Newtonian 유체보다 미세 극성유체의 열전달율이 더 작은 경향을 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권10호
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• pp.973-978
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• 2010

본 논문에서는 유격을 고려한 항공기 전방 착륙 장치의 쉬미 현상을 연구하였다. 쉬미는 항공기의 이착륙 시 랜딩기어가 주행도중 측방향과 조향방향으로 진동에 놓이는 현상이다. 이 현상은 스트럿의 낮은 강성, 랜딩기어 내부의 마찰과 유격, 휠의 불균형이나 마모된 부품 등으로 인해 발생하며, 항공기의 안정성을 저하시킨다. 유격은 비선형 요소이기 때문에 기술 함수로 선형화 하여 주파수 영역에서 안정성해석을 수행하였고, 4차 Runge - Kutta를 이용하여 시간영역에서 안정성해석을 수행하였다. 본 연구에서는 수치적인 해석법을 통해 쉬미현상의 선형 동특성과 비선형 동특성을 조사하였다. 유격을 고려한 비선형 수치 해석결과, 선형 임계속도보다 낮은 속도에서 제한주기진동이 발생하는 등, 유격으로 인해 쉬미 안정성이 저감되는 결과를 관찰하였다.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.64-72
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• 2017

중동지역 환경에 적합한 70 W급 LED 조명등의 성능분석을 집중변수모델을 이용하여 수행하였다. LED 조명등은 발열기판, 히프파이프, 방열판으로 구성된다. LED 조명등을 4개의 물체로 구분하고, 각각에 대해 에너지평형을 적용하여, 4개의 연립 비선형미분방정식 형태의 집중변수모델을 수립하였다. 연립 방정식의 해는 Runge-Kutta법을 이용하여 구하였다. 집중변수모델의 대류열전달계수는 다차원해석을 통하여 구하였으며, 실험결과와 비교한 결과, 발열기판은 $1.5^{\circ}C$, 상부방열판에서 $1.8^{\circ}C$의 오차를 가지며, 상대오차는 약 0.6 %임을 확인하였다. 이 모델을 이용하여 대기온도가 $55^{\circ}C$인 정상 운전조건, 태양광만 주어질 때의 조건, 태양광이 주어진 상태에서의 비정상 운전조건, 상부방열판이 없는 경우 등에 대한 온도분포분석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.251-258
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• 1993

이 논문은 Winkler형 지반위에 놓인 보-기둥의 자유진동 및 좌굴하중 해석에 관한 연구이다. 축하중을 받는 탄성지반위에 놓인 보-기둥이 자유진동할 때 보-기둥 미소요소에 작용하는 힘들의 동적평형방정식으로부터 지배 미분방정식을 유도하였으며, 물리적인 특성관계를 이용하여 탄성지반위에 놓인 보-기둥의 좌굴을 지배하는 미분방정식을 직접 유동하였다. 유도된 미분방정식은 수치해석기법인 Runge-Kutta method와 행렬값 탐사법을 이용하여 해석하였다. 실제의 수치예에서는 양단회전 및 양단고정의 단부조건에 대하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 지반탄성계수 관계, 무차원 좌굴하중과 지반탄성계수 관계 및 축하중과 무차원 고유진동수 관계를 그림에 나타내었으며, 탄성지지구간의 변화에 따른 고유진동수 및 좌굴하중 변화를 고찰하였다. 또한 3구간으로 나누어지는 비균질 지반위에 놓인 보-기둥의 축하중과 고유진동수 관계를 고찰하였으며 이에 대한 진동형을 그림에 나타내었다.