• 제목/요약/키워드: moving wedge

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확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용한 이동경계문제의 해석 (Analysis of Moving Boundary Problem Using Extended Moving Least Squares Finite Difference Method)

  • 윤영철;김도완
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.315-322
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    • 2009
  • 본 논문은 확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용하여 1차원 Stefan 문제를 해석할 수 있는 새로운 수치기법이 제시한다. 이동하는 계면경계의 자유로운 수치적인 묘사를 위해 요소망이나 그리드 없이 절점만을 사용하는 이동최소제곱 유한차분법을 도입하고, 계면경계의 특이성을 모형화하기 위해 Taylor 다항식에 쐐기함수를 도입하여 확장했다. 지배방정식의 차분은 안정성을 보장해 주는 음해법(implicit method)을 이용한다. 이동경계를 포함한 반무한 융해문제, 실린더 형상의 고체화 문제의 수치해석을 통해 확장된 이동최소제곱 유한차분법이 높은 정확성과 효율성을 갖는 것을 보였다.

[ '${\wedge}$' ]단면 앵글 구조재의 압출굽힘 가공에 관한 성형해석 (Forming Simulation of the Extrn-Bending Process of the Angle Product with '${\wedge}$' Section)

  • 이경국;진인태
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.346-349
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    • 2004
  • In the previous experimental study about extru-bending of angle product, the bending of extruded angle products with the '${\wedge}$' section and 'ㄱ' section can be abtained by the hot metal extru-bending machine with the two punches moving in the different velocity. The bending curvature can be controlled by the different velocity of billets through the two-hole container. This paper describes simulation of extru-bending process by the difference of punch velocities. The result of the forming simulation by $DEFORM^{TM}-3D$ shows that the bending phenomenon at the die exit during extrusion can be abtained by the two punches moving in the different velocity. And it is possible to design extrusion dies and to control the curvature of product through the simulation of extru-bending process by analysis

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FALKNER-SKAN EQUATION FOR FLOW PAST A MOVING WEDGE WITH SUCTION OR INJECTION

  • Ishak, Anuar;Nazar, Roslinda;Pop, Ioan
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제25권1_2호
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    • pp.67-83
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    • 2007
  • The characteristics of steady two-dimensional laminar boundary layer flow of a viscous and incompressible fluid past a moving wedge with suction or injection are theoretically investigated. The transformed boundary layer equations are solved numerically using an implicit finite-difference scheme known as the Keller-box method. The effects of Falkner-Skan power-law parameter (m), suction/injection parameter ($f_0$) and the ratio of free stream velocity to boundary velocity parameter (${\lambda}$) are discussed in detail. The numerical results for velocity distribution and skin friction coefficient are given for several values of these parameters. Comparisons with the existing results obtained by other researchers under certain conditions are made. The critical values of $f_0$, m and ${\lambda}$ are obtained numerically and their significance on the skin friction and velocity profiles is discussed. The numerical evidence would seem to indicate the onset of reverse flow as it has been found by Riley and Weidman in 1989 for the Falkner-Skan equation for flow past an impermeable stretching boundary.

Numerical study of hydrodynamic interaction on a vessel in restricted waterways

  • Lee, Chun-Ki
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제4권1호
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    • pp.1-8
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    • 2012
  • The hydrodynamic interaction between ship and bank can't be neglected when a vessel is app- roached toward the tip of a wedge-shaped bank in restricted waterways, such as in a harbor, near some fixed obstacles, or in a narrow channel. In this paper, the characteristic features of the hydrodynamic interaction acting on a slowly moving vessel in the proximity of a wedge-shaped bank are described and illustrated, and the effects of water depth and the spacing between ship and wedge-shaped bank are summarized and discussed based on the slender body theory. From the theoretical results, it indicated that the hydrodynamic interactions decrease as wedge-shaped bank of angle ${\beta}$ in-creases. For water depth to draft ratio less than about 2.0, the hydrodynamic interactions between ship and bank in-crease sharply as h/d decreases, regardless of the wedge-shaped bank of angle ${\beta}$. Also, for lateral separation more than about 0.2L between ship and wedge-shaped bank, it can be concluded that the bank effects decrease largely as the separation increases.

방사선 입체조형치료를 위한 동적쐐기여과판의 고안과 조직내 선량분포 특성 (Dose Distribution and Design of Dynamic Wedge Filter for 3D Conformal Radiotherapy)

  • 추성실
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제9권2호
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    • pp.77-88
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    • 1998
  • 쐐기형 선량분포는 임상에 많이 응용하고 있으며 고정쐐기여과판은 선질의 강화와 조사면 주위 의 산란선 증가, 등선량 각도의 불일치, 여과판의 장착 및 취급이 부정확하고 어려우며 입체조형 방사선 치료시 많은 조사면을 입체방향으로 중첩시킴으로서 발생되는 선량의 불균질을 방지하고 동적입체방사선조형치료(dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조절치료(intensity modulation radiotherapy)를 가능케 하는 동적쐐기여과판을 고안 제작한다. 동적쐐기여과판은 콜리메이터를 움직이면서 선량율을 변화시켜서 최적한 쐐기각의 등량곡선을 얻을 수 있도록 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 유도하며 표준형의 STT를 컴퓨터에 입력시킨다. STT에 의하여 생성되는 동적쐐기여과판의 특성과 조직내 선량분포를 쐐기각, 조사변의 크기, 조사선량율둥 여러 조건하에서 측정 분석함으로서 방사선 감수성이 높은 장기 내의 종양과 저항성 이 강한 악성종양치료에 도움을 주며 전반적인 방사선치료 성과를 향상시키고자 한다. 연세암센터에서 가동되는 선형가속기 (Varian Clinac-2100C/D)를 이용하여 6MV 와 10MV 광자선과 쐐기각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$이고 정사각형 조사면의 한변이 4cm 부터 20cm 범위를 0.5cm 간격으로 콜리메이터를 움직이면서 선량 변동량을 표시하는 미분치료표 (STT)를 작성하였다. 쐐기투과선량인자 (wedge transmission factor) 는 표준 물팬텀내에 표준전리함을 장치하고 열린조사면과 미분치료표에 의한 쐐기조사면의 선량비료서 결정하였다. 쐐기여과판에 의한 조직내선량분포와 등량곡선 및 프로파일은 필름으로 측정하고 영상선량측정기로 작성하였다. 수식으로 유도한 미분치료표(segmented treatment tables: STT) 은 쐐기여과판의 쐐기각과 일치하였으며 쐐기투과선량인자는 쐬기각이 클수록 감소하였으며 조사변이 클수록 적어졌고 조사면 크기와의 관계는 비선형적이었다. 동적쐐기여과판에 의한 등량곡선의 쐐기 기울기는 고형여과판보다 더욱 일치된 경사각을 유지하였다. 심부선량백율은 열린조사면에 의한 것과 거의 비슷하였으며 고형쐐기여과판의 심부율보다 약간 줄어들었다. 동적쐐기여과판은 고형쐐기여과판보다 사용상, 선량측정 및 선량분포에 서 장점이 많으며 피부와 여과판사이의 길이가 길어서 침대에 부딪치는 일이 없고 피부의 산란선 오염이 감소되어 치료효과를 상승시킬 수 있다. 동적쐐기조사방법을 개발함으로서 지금까지 방사선 후유증과 종양의 불균일한 선량배열로 치료의 어려움이 있었던 분야를 개척할 수 있으며 동적입체 방사선조형치료 (dynamic 3D conformal radiotherapy) 및 선량강도조정치료 (intensity modulation radiotherapy)를 가능하게 함으로서 방사선치료성과를 향상시킬 수 있다.

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비선형 피스톤 이론과 오일러 방정식을 이용한 쐐기형 에어포일의 초음속/극초음속 비정상 공력해석 (SUPERSONIC/HYPERSONIC UNSTEADY AERODYNAMIC ANALYSIS OF A WEDGE-TYPE AIRFOIL USING NONLINEAR PISTON THEORY AND EULER EQUATIONS)

  • 김동현
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • In this study, unsteady aerodynamic analyses of a wedge-type airfoil based on nonlinear piston theory and Euler equations have been performed in supersonic and hypersonic flows. The third-order nonlinear piston theory (NPT) to calculate unsteady lift and moment coefficients is derived and applied in the time-domain. Also, unsteady flow quantities are obtained from the two-dimensional time-dependent Euler equations. For the CFD based unsteady aerodynamic analyses, an arbitrary Lagrangean-Eulerian (ALE) formulation for the Euler equations is used to calculate flow fluxes in the computational flow field with moving boundaries. Numerical comparisons for unsteady lift and moment coefficients are presented between NPT and Euler approaches. The results show very good agreements in the high supersonic and hypersonic flows. It means that the present NPT can be efficiently used to predict unsteady aerodynamic forces ol wedge type airfoils with dynamic motions in the high supersonic and hypersonic flow regimes.

이동최소제곱 유한차분법을 이용한 계면경계를 갖는 이종재료의 열전달문제 해석 (Heat Transfer Analysis of Bi-Material Problem with Interfacial Boundary Using Moving Least Squares Finite Difference Method)

  • 윤영철;김도완
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.779-787
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    • 2007
  • 본 연구는 계면경계에서 특이성을 갖는 이종재료 열전달문제를 효율적으로 해석할 수 있는 이동최소제곱 유한차분법을 제시한다 이동최소제곱 유한차분법은 격자망(grid)없이 절점만으로 이동최소제곱법을 이용하여 Taylor 다항식을 구성하고 차분식을 만들어 미분방정식을 직접 푼다. 초평면함수 개념에 근거한 쐐기함수를 이동최소제곱 센스(sense)로 근사식에 매입하여 쐐기거동과 미분 점프에 따른 계면경계 특성을 효과적으로 묘사하고 고속으로 미분을 근사하는 이동최소제곱 유한차분법의 강점을 발휘하도록 했다. 서로 다른 열전달계수를 갖는 이종재료 열전도문제 해석을 통해 이동최소제곱 유한차분법이 계면경계문제에서도 뛰어난 계산효율성과 해의 정확성을 확보할 수 있음을 보였다.

층 밀리 간섭계를 이용한 고체침지렌즈의 광학적 성능 평가 (Optical Performance Evaluation of SIL Assembly with Lateral Shearing Interferometer)

  • 이진의;김완진;최현;김태섭;윤용중;박노철;박영필
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.224-229
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    • 2006
  • There has been studied flow to minimize the spot size to increase data capacity. Optical data storage devices are being developed near practical limits with wavelength and NA of 405nm and 0.85. There has been studied many types of next generation storage devices such as blu-ray multilayer system, probe based data storage and holographic data storage. Among these data storage devices, solid immersion lens(SIL) based near field recording (NFR) has been widely studied. In this system, SIL is the key component that focuses the laser beam with a very small size which enables ultra high data capacity. Therefore, optical performance evaluation system is required for SIL assembly. In this dissertation, a simple and accurate SIL assembly measurement method is proposed with wedge plate lateral shearing interferometer(LSI). Wedge plate LSI is cheaper than commercialized interferometer, robust to the vibration and the moving distance for phase shifting is large that is order of micrometer. We designed the thickness, wedge angle, material, surface quality and wavelength of wedge plate as 1mm, 0.02degree, fused silica, lamda/10(10-5) and 405nm, respectively. Also, we confirmed simulation and experimental results with quantitative analysis. This simple wedge plate LSI can be applied to different types of SIL such as solid immersion mirror(SIM), hemispherical, super-hemispherical and elliptical SIL.

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계면경계를 갖는 포텐셜 문제 해석을 위한 내적확장된 이동최소제곱 유한차분법 (Intrinsically Extended Moving Least Squares Finite Difference Method for Potential Problems with Interfacial Boundary)

  • 윤영철;이상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.411-420
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    • 2009
  • 본 연구는 계면경계를 갖는 포텐셜 문제의 해석를 위한 이동최소제곱 기반의 확장된 유한차분법을 제시한다. 이동최소제곱법을 이용한 Taylor 전개로부터 얻어진 근사함수에 쐐기함수를 도입하여 계면경계의 특이성을 모사한다. 지배방정식은 요소나 그리드없이 절점만을 이용해 이산화한다. 계면경계의 특이성은 절점에서 구성되는 근사식에 매입되기 때문에 계면경계의 기하학적 모델링으로 발생하는 수치적인 어려움을 피할 수 있다. 계면경계 조건으로 인해 전체 계방정식에 추가되는 미지수는 없지만, 계방정식을 과결정 시스템으로 만드므로 강성도 행렬을 대칭화하여 미지수와 방정식의 개수를 일치시켰다. 이로 인한 계산량 증가는 계면경계 모델링의 간소화로 인한 수치적인 이득과 맞바꿀 수 있다. 다양한 수치적 검증을 통해 개발된 해석기법이 쐐기거동과 점프를 성공적으로 묘사할 뿐만 아니라 계면경계를 갖는 포텐셜 문제 효율적이고 정확하게 해석할 수 있음을 보였다.

MLS 유한차분법을 이용한 복합재료의 열전달문제 해석 (Heat Transfer Analysis of Composite Materials Using MLS Finite Difference Method)

  • 윤영철
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.2-7
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    • 2008
  • A highly efficient moving least squares finite difference method (MLS FDM) for heat transfer analysis of composite material with interface. In the MLS FDM, governing differential equations are directly discretized at each node. No grid structure is required in the solution procedure. The discretization of governing equations are done by Taylor expansion based on moving least squares method. A wedge function is designed for the modeling of the derivative jump across the interface. Numerical examples showed that the numerical scheme shows very good computational efficiency together with high aocuracy so that the scheme for heat transfer problem with different heat conductivities was successfully verified.

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