• East Asian mathematical journal
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• 제40권1호
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• pp.109-118
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• 2024

This paper proposes a numerical method based on domain decomposition to find approximate solutions for one-dimensional convection-diffusion equations with Neumann boundary conditions. First, the equations are transformed into convection-diffusion equations with Dirichlet conditions. Second, the author introduces the Prediction/Correction Domain Decomposition (PCDD) method and estimates errors for the interface prediction scheme, interior scheme, and correction scheme using known error estimations. Finally, the author compares the PCDD algorithm with the fully explicit scheme (FES) and the fully implicit scheme (FIS) using three examples. In comparison to FES and FIS, the proposed PCDD algorithm demonstrates good results.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제18권4호
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• pp.305-316
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• 2014

The Hodge-Helmholtz decomposition splits a vector field into the unique sum of a divergence-free vector field (solenoidal part) and a gradient field (irrotational part). In a bounded domain, a boundary condition needs to be supplied to the decomposition. The decomposition with the non-penetration boundary condition is equivalent to solving the Poisson equation with the Neumann boundary condition. The Gibou-Min method is an application of the Poisson solver by Purvis and Burkhalter to the decomposition. Using the $L^2$-orthogonality between the error vector and the consistency, the convergence for approximating the divergence-free vector field was recently proved to be $O(h^{1.5})$ with step size h. In this work, we analyze the convergence of the irrotattional in the decomposition. To the end, we introduce a discrete version of the Poincare inequality, which leads to a proof of the O(h) convergence for the scalar variable of the gradient field in a domain with general intersection property.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.471-474
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• 2007

A domain/boundary decomposition technique is applied to carry out efficient finite element analyses of 3-D contact problems. Appropriate penalty functions are selected for connecting an interface and contact interfaces with neighboring subdomains that satisfy continuity constraints. As a consequence, all the effective stiffness matrices have positive definiteness, and computational efficiency can be improved to a considerable degree. If necessary, any complex-shaped 3-D domain can be divided into several simple-shaped subdomains without considering the conformity of meshes along the interface. With a set of numerical examples, the basic characteristics of computational efficiency are investigated carefully.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제8권1호
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• pp.27-44
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• 2001

A fast Poisson solver on irregular domains, based on bound-ary methods, is presented. The harmonic polynomial approximation of the solution of the associated homogeneous problem provides a good practical boundary method which allows a trivial parallel processing for solution evaluation or straightfoward computations of the interface values for domain decomposition/embedding. AMS Mathematics Subject Classification : 65N35, 65N55, 65Y05.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.153-161
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• 2009

재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 위하여 열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 제안하였다. 대변형과 같은 지하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권11호
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• pp.2667-2677
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• 2020

A domain decomposition (DD) scheme for GPU-based Monte Carlo (MC) calculation which is essential for whole-core depletion is introduced within the framework of the modified history-based tracking algorithm. Since GPU-offloaded MC calculations suffer from limited memory capacity, employing DDMC is inevitable for the simulation of depleted cores which require large storage to save hundreds of newly generated isotopes. First, an automated domain decomposition algorithm named wheel clustering is devised such that each subdomain contains nearly the same number of fuel assemblies. Second, an innerouter iteration algorithm allowing overlapped computation and communication is introduced which enables boundary neutron transactions during the tracking of interior neutrons. Third, a bank update scheme which is to include the boundary sources in a way to be adequate to the peculiar data structures of the GPU-based neutron tracking algorithm is presented. The verification and demonstration of the DDMC method are done for 3D full-core problems: APR1400 fresh core and a mock-up depleted core. It is confirmed that the DDMC method performs comparably with the standard MC method, and that the domain decomposition scheme is essential to carry out full 3D MC depletion calculations with limited GPU memory capacities.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.1-8
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• 2011

이차원 구조물의 열응력 및 기계적 삭마 과정 해석을 위하여 영역/경계 분할법에 근거한 유한요소법을 적용하여 열구조 연계 정식화를 수행하였다. 삭마 재료 거동의 온도 의존성과 열분해 반응으로 인한 재료 비선형성 및 열복사와 같은 비선형 경계 조건을 일부 부영역과 공유면에 한정할 수 있다. 문제를 단순화하기 위해 열화학적 삭마 효과는 고려하지 않았으며, 기계적 삭마에 따른 표면 후퇴 판정 기준으로 열응력 해석을 통한 최대 면내 전단 응력을 선택하였다. 간단한 수치 실험을 수행하여 제안된 기법의 신뢰성에 대한 분석과 기계적 삭마 과정의 기본적인 경향을 파악하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.534-535
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• 2009

This paper deals with BEM analysis of transient elastodynamic problems using domain decomposition method and particular integrals. The particular method is used to approximate the acceleration term in the governing equation. The domain decomposition method is examined to consider multi-region problems. The domain of the original problem is subdivided into sub-regions, which are modeled by the particular integral BEM. The iterative coupling employing Schwarz algorithm is used for the successive update of the interface boundary conditions until convergence is achieved. The numerical results, compared with those by ABAQUS, demonstrate the validity of the present formulation.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.404-411
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• 2007

접촉 문제의 효율적인 유한요소 해석을 위하여 부영역, 공유면 및 접촉 공유면의 개념에 근거한 영역/경계 분할법을 제시하였다. 부영역과 공유면 또는 접촉 공유면을 결합하기 위한 등식 적합 조건을 벌칙 함수로 처리함으로써 모든 유효 강성 행렬이 양 정치화되므로, 역행렬과 같은 각종 행렬의 연산이 매우 간편해진다. 또한 전체 영역 형상이 복잡하더라도, 임의의 부영역으로 분할한 후 공유면에서의 절점 연속성을 고려하지 않고 각각의 부영역을 독립적으로 이산화할 수 있다. 간단한 수치 예제 해석을 통하여 본 기법의 기본적인 특성을 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.469-476
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• 2007

많은 계산량이 요구되는 삼차원 접촉 문제의 효율적인 유한요소 해석을 위하여 영역/경계 분할 기법을 적용하였다. 접촉 경계면의 부등식 적합 조건과 부영역, 공유면, 접촉 공유면의 등식 적합 조건을 모두 벌칙 함수로 처리하였다. 이에 따라 모든 유효 강성 행렬이 양 정치화되므로, 역행렬과 같은 각종 행렬 연산이 매우 간편해진다. 또한 전체 영역의 형상이 복잡하더라도, 임의의 부영역, 공유면, 접촉 공유면 단위로 쉽게 유한요소 모델링할 수 있다. 즉, 관련 지배 방정식은 물론 경계 조건도 독립적으로 이산화할 수 있으므로, 국부적인 비선형 접촉 조건에 대한 효율적인 해석이 가능하다. 간단한 수치 예제를 통하여 삼차원 접촉 해석의 효율성에 관한 기본적인 경향을 검토하였다.