• Coupled systems mechanics
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• 제1권4호
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• pp.325-343
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• 2012

We present different numerical methods for solving the shallow shelf equations with basal drag (SSAB). An alternative approach of splitting the SSAB equation into a Laplacian and diagonal shift operator is discussed with respect to the underlying eigenvalue problem. First, we solve the equations using standard methods. Then, the coupled equations are decomposed into operators for membranes stresses, basal shear stress and driving stress. Applying reasonable parameter values, we demonstrate that the operator of the membrane stresses is much stiffer than the operator of the basal shear stress. Here, we could apply a new splitting method, which alternates between the iteration on the membrane-stress operator and the basal-shear operator, with a more frequent iteration on the operator of the membrane stresses. We show that this splitting accelerates and stabilize the computational performance of the numerical method, although an appropriate choice of the standard method used to solve for all operators in one step speeds up the scheme as well.

• 한국환경과학회지
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• 제11권9호
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• pp.907-914
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• 2002

Various Eulerian-Lagrangian models for the one-dimensional longitudinal dispersion equation in nonuniform flow were studied comparatively. In the models studied, the transport equation was decoupled into two component parts by the operator-splitting approach; one part is governing advection and the other is governing dispersion. The advection equation has been solved by using the method of characteristics following fluid particles along the characteristic line and the results were interpolated onto an Eulerian grid on which the dispersion equation was solved by Crank-Nicholson type finite difference method. In the solution of the advection equation, Lagrange fifth, cubic spline, Hermite third and fifth interpolating polynomials were tested by numerical experiment and theoretical error analysis. Among these, Hermite interpolating polynomials are generally superior to Lagrange and cubic spline interpolating polynomials in reducing both dissipation and dispersion errors.

• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제6권
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• pp.51-66
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• 1995

Various Eulerian-Lagerangian numerical models for the one-dimensional longtudinal dispersion equation are studied comparatively. In the models studied, the transport equation is decoupled into two component parts by the operator-splitting approach ; one part governing advection and the other dispersion. The advection equation has been solved using the method of characteristics following flud particles along the characteristic line and the result are interpolated onto an Eulerian grid on which the dispersion equation is solved by Crank-Nicholson type finite difference method. In solving the advection equation, various interpolation schemes are tested. Among those, Hermite interpo;ation po;ynomials are superor to Lagrange interpolation polynomials in reducing both dissipation and dispersion errors.

• 물과 미래
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• 제27권2호
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• pp.155-166
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• 1994

Eulerian-Lagrangian 방법을 이용하여 1차원 종확산방정식의 수치모형을 비교·분석하였다. 본 연구에서서 비교·분석한 모형은 지배방정식을 연산자 분리방법에 의해서 이송만을 지배하는 이송방정식과 확산만을 지배하는 확산방정식으로 분리한다. 이송방정식은 특성곡선을 따라서 유체입자를 추적하는 특성곡선법을 사용하여 해를 구하고, 그 결과를 고정된 Eulerian 격자상에 보간하였고, 확산방정식은 상기 고정격자상에서 Crank-Nicholson 유한차분법을 사용하여 해를 구하였다. 이송방정식의 풀이에서 다양한 보간방법이 적용되었는데, 일반적으로 Hermite 보간다항식을 사용한 경우가 Lagrange 보간다항식을 사용한 경우보다 수치확산 및 수치진동 등의 오차를 최소화할 수 있어서 더욱 우수한 것으로 밝혀졌다.

• 물과 미래
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• 제28권5호
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• pp.151-162
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• 1995

자연하천에서 오염물질의 횡확산과정은 정확하게 모의하기 위하여 2차원 유관확산모형을 개발하였다. 본 모형에서는 독립변수로서 횡방향거리 대신에 횡방향누가유량을 도입하였고, 하천의 주흐름을 따라 좌표축을 설정하는 자연좌표계를 사용하였다. 유도한 유관확산방정식을 풀기 위한 수치방법으로서 Eulerian-Lagrangian method를 이용하였다. 유관확산방정식을 연산자분리방법을 이용하여 이송을 지배하는 방정식과 확산을 지배하는 방정식으로 분리하였다. 그리고 이송방정식은 Eulerian 계산격자상에서 특성곡선법을 이용하였고 확산방정식은 중앙차분법을 이용하여 수치모의 하였다. 본 연구에서는 이송방정식의 풀이에서 사용되는 보간다항식으로 cubic spline 보간다항식을 이용하였다. 본 연구에서 개발한 모형을 적용하여 실제 자연하천에서 행해진 정상상태의 색소실험 결과를 모의한 결과개발된 모형이 우수한 거동을 보이고 있음이 밝혀졌다.