• 제목/요약/키워드: diffusion method

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균열 아크릴 시편의 기체 확산계수와 균열폭의 관계 (Relationship between Crack Width and Gas Diffusion Coefficient of Cracked Acrylic Specimens)

  • 이도근;임민혁;신경준
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.245-251
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    • 2018
  • 최근 구조물의 유지관리의 중요성이 부각되면서 자기치유 콘크리트 기술 분야의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 반해서 자기치유 성능을 평가하기 위한 척도는 부족한 실정이다. 균열폭을 측정하기 위한 방법으로 시각적인 방법이 1차적으로 사용되고 있으나 시편 내부의 균열폭을 관찰하기가 어려우며, 비균질한 균열특성으로 인해 표면에 대한 국부적인 측정만 할 수 있는 단점이 있다. 균열에 대한 간접적인 평가 방법으로 투수실험이 널리 활용되고 있지만 물의 점성으로 인한 문제가 있으며, 또한 실험 중 시편내부 물질의 용출될 가능성이 존재한다. 본 연구에서는 기체확산 특성을 활용한 균열폭 평가 방법을 제안하고자 하였다. 아크릴로 이상화된 직선균열을 제작하여 균열폭, 두께에 따른 시편의 확산계수를 분석하였다. 실험결과를 통하여 균열폭과 확산계수는 선형관계에 있음을 보였고, 두께와 확산계수는 역수의 관계에 있음을 증명하였다.

NLL과 GMM을 중심으로 한 확산모형 추정법 비교 (Comparison Study on the Performances of NLL and GMM for Estimating Diffusion Processes)

  • 김대균;이윤동
    • 응용통계연구
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    • 제24권6호
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    • pp.1007-1020
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    • 2011
  • 현대금융공학에 있어서 확산모형은 중요한 역할을 담당하고 있다. 다양한 형태의 확산모형이 제안되어왔고 현실에 응용되어 왔다. 확산모형을 이용하여 금융자료를 분석하기 위하여는 확산모형의 모수를 추정하는 것이 필수불가결한 단계이다. 이들 모수에 대한 다양한 추정방법들이 제안되어 왔고, 많은 연구에서 이러한 추정방법들이 갖는 성질에 대하여 연구되어져왔다. 이 연구에서는 그 적용방법이 단순하여 가장 자주 사용되는 것으로 알려진, 오일러 근사법과 신국소근사법(NLL) 그리고 일반화 적률법(GMM)과 같은 세 가지 추정방법들에 대한 통계적 성질을 검토하게 될 것이다. 모의실험연구를 통하여 오일러근사법이나 NLL방법이 GMM 방법에 비하여 훨씬 좋은 성질을 가지고 있음을 보이게 된다. 특히 GMM은 적용방법이 단순할 뿐만 아니라 강건성(robustness)이라는 좋은 성질을 가지고 있는 것으로 알려져 있어서 많은 연구에서 매우 자주 사용되는 추정방법이다. 그러나 본 연구에서 확인해 본 바와 같이 GMM은 그 사용법이 오히려 더욱 단순한 NLL이나 오일러방법에 비하여 열등한 통계적 성질을 보여주고 있었다. 특히나 확산계수에 추정모수가 포함된 경우에 GMM은 매우 좋지 못한 성질을 보이게 된다.

의사스펙트로법에 의한 대기확산현상의 수치모델(2): 실규모의 복잡지형에서의 스펙트로모델 (Numerical Models for Atmospheric Diffusion Phenomena by Pseudospectral Method(2) : Spectral Model for a Hilly Terrain of Real Scale)

  • 김선태
    • 한국대기환경학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.242-246
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    • 1993
  • Theoretically, spectral method has the highest accuracy among present numerical methods, but it is generally difficult to apply to complex terrains because of complex boundary conditions. Recently, spectral-element method, basically divide the domain into a set of rectangular subdomain and solve the equation at each subdomain, has been introduced. However, boundary conditions become more complex and requires more computing time, thus spectral-element method is not powerful for all complex terrain problems. In this paper, potential flow theory was intorduced to solve the air flows and diffusion phenomenon in the presence of terrain obstacles. Using the velocity potential-stream line orthogonal coordinate space, the diffusion problems of hilly terrain by pseudospectral method were solved and compared those with no terrain real scale solutions.

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Finite-element Method for Heat Transfer Problem in Hydrodynamic Lubrication

  • Kwang-June,Bai
    • 대한조선학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.19-29
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    • 1982
  • Galerkin's finite element method is applied to a two-dimensional heat convection-diffusion problem arising in the hydrodynamic lubrication of thrust bearings used in naval vessels. A parabolized thermal energy equation for the lubricant, and thermal diffusion equations for both bearing pad and the collar are treated together, with proper juncture conditions on the interface boundaries. it has been known that a numerical instability arises when the classical Galerkin's method, which is equivalent to a centered difference approximation, is applied to a parabolic-type partial differential equation. Probably the simplest remedy for this instability is to use a one-sided finite difference formula for the first derivative term in the finite difference method. However, in the present coupled heat convection-diffusion problem in which the governing equation is parabolized in a subdomain(Lubricant), uniformly stable numerical solutions for a wide range of the Peclet number are obtained in the numerical test based on Galerkin's classical finite element method. In the present numerical convergence errors in several error norms are presented in the first model problem. Additional numerical results for a more realistic bearing lubrication problem are presented for a second numerical model.

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Development of the Discrete-Ordinates, Nodal Transport Methods Using the Simplified Even-Parity Neutron Transport Equation

  • Noh, Taewan
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제32권6호
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    • pp.605-617
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    • 2000
  • Nodal transport methods are studied for the solution of two dimensional discrete-ordinates, simplified even-parity transport equation(SEP) which is known to be an approximation to the true transport equation. The polynomial expansion nodal method(PEN) and the analytic function expansion nodal method(AFEN)which have been developed for the diffusion theory are used for the solution of the discrete-ordinates form of SEP equation. Our study shows that while the PEN method in diffusion theory can directly be converted without complication, the AFEN method requires a theoretical modification due to the nonhomogeneous property of the transport equation. The numerical results show that the proposed two methods work well with the SEP transport equation with higher accuracies compared with the conventional finite difference method.

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Sensitivity Analysis of the Galerkin Finite Element Method Neutron Diffusion Solver to the Shape of the Elements

  • Hosseini, Seyed Abolfazl
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제49권1호
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    • pp.29-42
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    • 2017
  • The purpose of the present study is the presentation of the appropriate element and shape function in the solution of the neutron diffusion equation in two-dimensional (2D) geometries. To this end, the multigroup neutron diffusion equation is solved using the Galerkin finite element method in both rectangular and hexagonal reactor cores. The spatial discretization of the equation is performed using unstructured triangular and quadrilateral finite elements. Calculations are performed using both linear and quadratic approximations of shape function in the Galerkin finite element method, based on which results are compared. Using the power iteration method, the neutron flux distributions with the corresponding eigenvalue are obtained. The results are then validated against the valid results for IAEA-2D and BIBLIS-2D benchmark problems. To investigate the dependency of the results to the type and number of the elements, and shape function order, a sensitivity analysis of the calculations to the mentioned parameters is performed. It is shown that the triangular elements and second order of the shape function in each element give the best results in comparison to the other states.

HIGHER ORDER GALERKIN FINITE ELEMENT METHOD FOR THE GENERALIZED DIFFUSION PDE WITH DELAY

  • LUBO, GEMEDA TOLESSA;DURESSA, GEMECHIS FILE
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제40권3_4호
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    • pp.603-618
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    • 2022
  • In this paper, a numerical solution of the generalized diffusion equation with a delay has been obtained by a numerical technique based on the Galerkin finite element method by applying the cubic B-spline basis functions. The time discretization process is carried out using the forward Euler method. The numerical scheme is required to preserve the delay-independent asymptotic stability with an additional restriction on time and spatial step sizes. Both the theoretical and computational rates of convergence of the numerical method have been examined and found to be in agreement. As it can be observed from the numerical results given in tables and graphs, the proposed method approximates the exact solution very well. The accuracy of the numerical scheme is confirmed by computing L2 and L error norms.

2차원 이송-확산 방정식을 이용한 해안에서의 부유사 해석 (Analysis of Suspended Load using A Two-Dimensional Advection-Diffusion Equation in Coastal Zone)

  • 강규영;김수진;조용식
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.177-180
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    • 2007
  • Numerical simulations on the suspended load in the Do jang fish port are carried out. Suspended load is analysed by using the two-dimensional advection-diffusion equation. To describe behaviors of a pollutant in costal zone, a split-operator method is applied to the numerical model. The advection part is first solved by SOWMAC and then the diffusion part is solved by a three-level locally implicit scheme.

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배터리 전극 설계를 위한 응력-확산 완전연계 멀티스케일 해석기법 (Stress-diffusion Full Coupled Multiscale Simulation Method for Battery Electrode Design)

  • 장성민;문장혁;조경재;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.409-413
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    • 2013
  • 본 논문에서는 배터리 전극 해석을 위한 응력-확산 완전 연계 멀티스케일 해석기법을 고안하였다. 제안된 방법에서는 먼저 리튬농도에 따른 확산계수 및 기계적 물성을 계산하였다. 이를 고려하여 확산에 의한 응력뿐만 아니라 응력에 의한 확산 거동 변화까지 모두 고려한 응력-확산 완전연계 연속체 모델을 유한요소 기반으로 구성하였다. 이를 통해 실리콘 나노와이어 음극의 충/방전 전산 모사를 수행하였다. 이러한 해석결과를 통하여 기존의 확산에 의한 응력 연속체 모델보다 더 실제와 가까운 해석결과를 제안된 방법이 보여줌을 확인할 수 있었다.

셀룰러 오토마톤 법을 이용한 콘크리트의 염화물이온 확산현상의 해석적 연구 (An Analytical Study of Chloride Ion Diffusion in Concrete via Cellular Automaton Method)

  • 김정진;석원균
    • 한국건축시공학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.541-552
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    • 2024
  • 본 연구에서는 콘크리트 내부의 복잡한 공극 구조를 고려하여 콘크리트에서 발생되는 열화 정도를 예측하는데, 콘크리트 내부에서의 모세관 작용 및 공극 분포에 의해 발생하는 기체와 액체 계면에서의 압력 저하를 구동력으로 한 수분 이동과 공극률 및 확산계수가 염화물이온의 침투 거동에 미치는 영향을 검토하여 Cellular Automaton Method(이하, CAM)라는 새로운 해석모델을 구축하였다. 이를 통해 40% 이하의 공극률을 가진 콘크리트 조직 내 수분 이동과 공극률 40% 이상에서의 수분 이동 현상을 검토하였으며, 수분이 침투한 영역에 한해서 확산계수에 따른 염화물이온의 확산 현상과 Finite Element Method(이하, FEM)의 확산해석 결과를 비교 분석한 결과, FEM과 CAM 해석결과 값의 최대 편차가 0.989%로, 두 모델이 상당히 일치함이 확인되어, 실제의 염해 환경에서 콘크리트 내 염화물이온 확산 과정을 시뮬레이션하기 위해서는 CAM이 적합할 것으로 사료된다.