• 제목/요약/키워드: matrix solver

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약비선형 파랑 모형의 수립 및 수치모의 (Development of Weakly Nonlinear Wave Model and Its Numerical Simulation)

  • 이정렬;박찬성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.181-189
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    • 2000
  • 약비선형 완경사 방정식이 Galerkin 방법에 의하여 연속방정식으로부터 직접 유도되었으며 평균수면에서의 유속으로 표현된 운동방정식과 함께 사용된다. 두 방정식으로부터 수면변위 하나의 함수로 표현된 수식이 또한 유도되었으며 선형형은 Smith and Sprinks(1975)에 의하여 제안된 식과 일치하였고 천해, 천이영역, 심해 조건에 대하여 각각 Airy(1845), Boussinesq. Stokes의 2차 파랑과 비교되었다. 본 연구에서 유도된 비선형 파랑 방정식은 각 방향에 대하여 tridiagonal matrix를 얻기 위하여 근사적인 인수분해법으로 차분된다. 실험을 통하여 수립된 비선형 파랑 모형의 재현 능력을 검토하였으며 대체로 만족스러운 결과를 얻었다.

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A spent nuclear fuel source term calculation code BESNA with a new modified predictor-corrector scheme

  • Duy Long Ta ;Ser Gi Hong ;Dae Sik Yook
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권12호
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    • pp.4722-4730
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    • 2022
  • This paper introduces a new point depletion-based source term calculation code named BESNA (Bateman Equation Solver for Nuclear Applications), which is aimed to estimate nuclide inventories and source terms from spent nuclear fuels. The BESNA code employs a new modified CE/CM (Constant Extrapolation - Constant Midpoint) predictor-corrector scheme in depletion calculations for improving computational efficiency. In this modified CE/CM scheme, the decay components leading to the large norm of the depletion matrix are excluded in the corrector, and hence the corrector calculation involves only the reaction components, which can be efficiently solved with the Talyor Expansion Method (TEM). The numerical test shows that the new scheme substantially reduces computing time without loss of accuracy in comparison with the conventional scheme using CRAM (Chebyshev Rational Approximation Method), especially when the substep calculations are applied. The depletion calculation and source term estimation capability of BESNA are verified and validated through several problems, where results from BESNA are compared with those calculated by other codes as well as measured data. The analysis results show the computational efficiency of the new modified scheme and the reliability of BESNA in both isotopic predictions and source term estimations.

삼중대각행렬 시스템 풀이의 빠른 GPU 구현 (Fast GPU Implementation for the Solution of Tridiagonal Matrix Systems)

  • 김영희;이성기
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제32권11_12호
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    • pp.692-704
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    • 2005
  • 컴퓨터 하드웨어의 급속한 발전으로 그래픽 프로세서 유닛(Graphics Processor Units : GPUs)은 굉장한 메모리 대역폭과 산술 능역을 보유하게 되어 범용 계산에 많이 활용되고 있으며, 특히 계산 집약적인 물리 기반 시뮬레이션(physics based simulation)의 GPU 구현이 활발하게 연구되고 있다. 물리 기반 시뮬레이션의 기본이 되는 미분방정식 풀이 과정에서 삼중대각행렬(tridiagonal matrix) 시스템은 유한차분(finite-difference) 근사에 의해서 자주 나타나는 선형시스템으로 물리 기반 시뮬레이션 관점에서 삼중대각행렬 시스템의 빠른 풀이는 중요한 연구 분야이다. 본 논문에서는 GPU에서 삼중대각행렬 시스템 풀이를 빠르게 구현할 수 있는 방법을 제안한다. 벡터 프로세서(vector processor) 계산에서 삼중대각행렬 시스템 풀이 방법으로 널리 사용되는 cyclic reduction 또는 odd-even reduction 알고리즘을 GPU에서 구현하였다. 본 논문에서 제안한 방법을 삼중대각행렬 시스템 풀이 방법으로 잘 알려져 있는 Thomas 방법과 GPU를 이용한 선형시스템 풀이에서 좋은 성과를 보이고 있는 conjugate gradient 방법과 비교할 때 상당한 성능 향상을 얻을 수 있었다. 또한, 열전도(heat conduction) 방정식, 이류 확산(advection-diffusion) 방정식, 얕은 물(shallow water) 방정식에 의한 물리 기반 시뮬레이션의 GPU 구현에 본 논문에서 제안한 방법을 사용하여 1024x1024 격자의 계산 영역에서 초당 35프레임 이상의 놀라운 성능을 보여주었다.

수정된 PISO 알고리즘을 이용한 응고 및 융해 현상의 수치해석 (Numerical Analysis of Solidification and Melting Phase Change Using Modified PISO algorithm)

  • 강관구;유홍선;허남건
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.12-20
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    • 2003
  • A numerical procedure for the calculation of solidification and melting phase change using PISO algorithm is presented. In case of phase change problem, the coupling between velocity/pressure/temperature and liquid fraction is important. The converged temperature and liquid fraction solution which satisfies the energy balance is acquired by applying enthalpy method into inner iteration in matrix solver. And a modified PISO algorithm version is introduced to properly solve the coupling between velocity/pressure/temperature and liquid fraction. A comparison of the proposed procedure with a standard iterative method shows improvement both in terms of computing speed and robustness.

AERODYNAMIC SENSITIVITY ANALYSIS FOR NAVIER-STOKES EQUATIONS

  • Kim, Hyoung-Jin;Kim, Chongam;Rho, Oh-Hyun;Lee, Ki Dong
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제3권2호
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    • pp.161-171
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    • 1999
  • Aerodynamic sensitivity analysis codes are developed via the hand-differentiation using a direct differentiation method and an adjoint method respectively from discrete two-dimensional compressible Navier-Stokes equations. Unlike previous other researches, Baldwin-Lomax algebraic turbulence model is also differentiated by hand to obtain design sensitivities with respect to design variables of interest in turbulent flows. Discrete direct sensitivity equations and adjoint equations are efficiently solved by the same time integration scheme adopted in the flow solver routine. The required memory for the adjoint sensitivity code is greatly reduced at the cost of the computational time by allowing the large banded flux jacobian matrix unassembled. Direct sensitivity code results are found to be exactly coincident with sensitivity derivatives obtained by the finite difference. Adjoint code results of a turbulent flow case show slight deviations from the exact results due to the limitation of the algebraic turbulence model in implementing the adjoint formulation. However, current adjoint sensitivity code yields much more accurate sensitivity derivatives than the adjoint code with the turbulence eddy viscosity being kept constant, which is a usual assumption for the prior researches.

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클러스터 시스템에서 3차원 강소성 유한요소법의 병렬처리 (Parallel Processing of 3D Rigid-Plastic FEM on a Cluster System)

  • 최영;서용위
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.122-129
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    • 2005
  • On the cluster system, the parallel code of rigid-plastic FEM has been developed. The cluster system, Simforge, has 15 processors and the total memory is 4.5GBytes. In the developed parallel code, the distributed data of the column-wise partitioned stiffness are stored as the compressed row storage and the diagonal preconditioned conjugate gradient solver is applied. The analysis of block upsetting is performed with the parallel code on Simforge cluster system. In this paper, the analysis results are compared and discussed.

터보팬 엔진의 성능해석을 위한 EASY5 모델링에 관한 연구 (A Study on EASY5 Modeling for Performance Analysis of Turbofan Engine)

  • 공창덕;강명철;기자영
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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    • pp.29-30
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    • 2002
  • 본 연구에서는 Boeing사에서 개발한 EASY5 프로그램을 이용하여 터보팬 엔진을 모델링하고 성능해석을 수행하였다. 연구대상 엔진인 BR715-56 엔진은 추력이 20,000lbf급인 2 스풀 터보팬 엔진으로 분리흐름(Separate Flow) 형이다. 엔진은 팬, 압축기, 연소기, 저압터어빈, 압축기터어빈, 팬 노즐 및 Core 노즐로 구성되어 있으며 Station No.는 Fig 1과 같다. 연구에 사용된 EASY5 프로그램은 동역학 시스템을 모델링하고 해석하는 프로그램으로, 제공되는 라이브러리 구성품을 이용하여 보다 쉽게 동적 시스템을 모델링할 수 있다. 또한 Steady-State Solver를 이용하여 정적 평형상태를 빠른 시간에 찾을 수 있어 보다 빠른 해석을 수행할 수 있다. 또한 해석된 동역학 모델을 FORTRAN이나 C 코드로 생성하여 제공함으로써 프로그램의 수정이나 보완이 용이하고, 제공되지 않은 시스템의 라이브러리 구성품의 경우에는 사용자 정의 코드를 만들어 사용함으로써 프로그램의 기능을 확장할 수 있다. EASy5는 대표적인 제어기 설계 소프트웨어인 MATLAB, MATRIX-x와의 호환도 가능하며 NASTRAN등과 같은 유한요소 해석 프로그램과의 데이터 공유도 가능하여 보다 폭 넓은 시스템 모델링과 제어기 설계도 쉽게 할 수 있다.

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공공임대주택 단지만족도에 영향을 미치는 공동체공간 결정 요인에 관한 분석 (A Study on the Community Space that Affect the Public Rental Housing Satisfaction Determinants)

  • 박준영;정재진;박우장
    • KIEAE Journal
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    • 제16권1호
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    • pp.95-101
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    • 2016
  • This study aims to analyze the satisfaction targeted community space for public rental housing tenants a real community space. and community space is analyzed only through the factor analysis of the effects of satisfaction, multiple regression analysis etc. As a result, the space community and public rental housing will only affect the satisfaction, factors affecting such analysis was 'common space', 'exercise place', 'resting place'. Thus, a variety of political and institutional efforts and practical research for interactive spatial planning public rental housing estates satisfaction for the improvement and community activation moving away from passive concept of the one-way ever to supply that community space in the past, provider centers and considering the tenant characteristics is required.

부유체 주위의 2차원 회절 문제를 위한 내율적 비정렬 격자 유한요소해법 (An Implicit Unstructured Finite Element Method for Diffraction of Water Waves by Two-Dimensional Floating Breakwaters)

  • 정구창
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.90-101
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    • 1997
  • A hybrid element method is presented for two-dimensional diffraction problem of water waves. In this method, only a limited fluid domain close to irregular bodies is discretized into conventional finite elements, while the remaining infinite domain is treated as one element with analytical representations of high accuracy. A finite element grid is automatically generated by using Dealunay triangulation based on the Bowyer's algorithm and a linear system of equations is approximately solved with the ILU-CGS algorithm. To validate the present scheme, Computational results are compared with the existing experimental data and other numerical solutions.

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3차원 단조 해석 시스템의 개발 및 적용 (Implementation and Applications of Three Dimensional FEA System for The Forging Process)

  • 박철현;이석렬;양동열;김용환;정완진;박용복;최석우;배명환;주정중
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.145-148
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    • 2002
  • A three dimensional FEM system for supporting the design procedure of metal forming processes has been developed by integrating the FEA programs md the CAD interface modules. The system is developed to reduce the time, the extorts and the cost for establishing the successful metal forming processes for the given products. To promote practical application by engineers in medium-size enterprises who do not know much about theories of the FEA and others, various databases and intelligent interfacing modules have been developed in PC environment.

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