• 제목/요약/키워드: 격자비

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비정렬 격자계에서 LU implicit scheme의 수렴성 및 안정성 해석: Part II - Navier-Stokes 방정식 (Convergence and Stability Analysis of LU Scheme on Unstructured Meshes: Part II - Navier-Stokes Equations)

  • 김주성;권오준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권8호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • 본 연구에서는 비정렬 격자계에서 가장 많이 쓰이는 근사 해법 중에 하나인 LU 기법의 Navier-Stokse 방정식에 대한 수렴성 및 안정성에 관한 연구를 수행하였다. 적절한 스칼라 모델 방정식을 사용하여 LU 기법이 갖는 고유한 특성에 관한 해석적 논의를 수행하였으며, 이를 Navier-Stokes 방정식으로 확장하여 해석하였다. 그 결과 LU 기법의 강성도는 격자 종횡비가 높아짐에 띠라, 그리고 격자 레이놀즈 수 감소함에 따라 증가하게 된다. 또한 내부반복계산을 통해서 이러한 강성도가 부분적으로 극복될 수 있음을 보였으며, 평판 난류 유동 해석을 통해서 해석 결과를 검증하였다.

비정렬 혼합 격자계 기반의 삼차원 점성 유동해석코드 개발 (Development of a 3-D Viscous Flow Solver Based on Unstructured Hybrid Meshes)

  • 정문승;권오준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권8호
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    • pp.677-684
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    • 2007
  • 본 연구에서는 삼차원 점성 유동을 효율적으로 해석하기 위해 사면체, 프리즘, 피라미드를 포함하는 비정렬 혼합격자계를 기반으로 하는 유동해석코드를 개발하였다. 유동의 지배방정식은 격자점 중심의 유한체적법을 사용하여 공간차분회었으며, 제어테적은 메디안 듀얼(median-dual)방법으로 구성하였다. 난류유동 해석은 Spalart-Allmaras 난류모형과 연계하여 계산되었다. 개발된 해석코드의 정상 유동 검증을 위해 삼차원 날개에 대한 층류, 난류유동을 해석하였으며, 비정상 유동 검증을 위해 조화운동에 의해 진동하는 삼차원 날개에 대한 유동해석을 수행하였다.

특성길이에 따른 FDS 모델의 격자 의존성 (Effect of the Characteristic Length Scale on the Grid Dependency of FDS model)

  • 김성찬
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.66-69
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    • 2012
  • Field Model에 의한 화재해석방법은 화재현상을 지배하는 망정식윤 직접 해석하기 때문에 Zone model에 비해 공간내의 상세 정보를 제공함과 동시에 다양한 화재형태에 내해 보편적인 적용이 가능하다. Field model은 해석영역을 구성하는 격자점에 대해 이산화된 지배 방정식을 해석하는 과정에서 차분방법이나 격자의 크기에 따라 수치오류가 발생할 수 있다. 특히 격자수는 계산시간에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이기 때문에 효율적인 계산을 위해서는 격자크기의 최적화가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 구획공간 화재의 최적 격자크기 선정을 위해 격자해상도(Grid Resolution)에 따른 해석결과의 독립성을 비교분석하고 이를 통해 구획공간화재에 대한 격자 최적화 방법에 대해 논의하고자 한다. 화재크기 및 특성 길이에 따른 격자의존성을 파악하기 위해 ISO-9705 표준화재실에 내해 적용된 격자크기는 최소 3 cm에서 최대 30 cm까지 총 7 종류의 격자크기에 대해 FDS 해석이 수행되었다. 해석결과, 환기량이 충분한 화재에 대해서도 격자해상도가 16보다 작은 경우 출입구의 유동은 격자에 따른 독립성을 확보하지 못하는 것으로 나타났으며 화재발열량이 증가함에 따라 독립적인 해석해를 얻기 위해서는 더 큰 격자해상도를 요구하는 것으로 나타났다. 따라서 현재 실무에서 격자최적화를 위해 사용되고 있는 격자선정법에 대한 재검토가 필요하며 화재특성 및 구획공간 조건에 따른 최적격자 조건을 도출하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.

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전달행렬법에 의한 경사 격자교의 해석에 관한 연구 (Study on Analysis of Skew Grillage Girder Bridges by Transfer Matrix Method)

  • 김용희;이윤영;김광호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.159-170
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    • 2005
  • 격자구조는 병렬하는 주거더에 횡거더로 접합된 구조를 말하며 집중하중이 재하될 때 하중이 주거더만 부담하지 않고 횡거더를 통하여 다른 주거더로 하중이 일부를 부담하게 된다. 격자형의 교량은 과다한 집중하중을 분산시켜 내하력이 높은 특성을 갖고 있으며 사용재료를 절약할 수 있어 경제적이다. 본 연구에서는 해석절차가 간단하고 이해가 쉬운 전달행렬법을 이용하여 격자교의 프로그램을 작성하여 Leonhardt, Szabo, FEM, 양창현 및 정진환의 해석결과와 비교하였다. 또한, 경사각을 갖는 직선격자교와 곡선격자교의 특성을 분석하였고, 경사각과 휨강도/비틀림강도의 비에 따른 직선격자교와 곡선격자교의 단면력을 분석하였다.

상대운동이 있는 물체주위의 비정상 유동해석을 위한 병렬화된 비정렬 중첩격자기법 개발 (Development of an Unstructured Parallel Overset Mesh Technique for Unsteady Flow Simulations around bodies with Relative Motion)

  • 정문승;권오준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.1-10
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    • 2005
  • 비정상 유동의 모사를 위한 병렬화된 비정렬 중첩격자기법을 개발하였다. 비정렬 격자계에서 효율적이고 강건하게 쓰일 수 있는 탐색방법과 병렬경계에서 유동적으로 변하는 데이터의 수를 처리할 수 있는 자료구조를 제안하였다. 격자계간의 정보전달을 위한 삽간경계면을 정의하였고, 공간상의 이차정확도를 유지하기 위한 삽간방법 및 물체내부에 위치하는 삽간점에 대한 처리방법을 제안하였다. 개발된 해석코드의 검증을 위해 Eglin/Pylon 형상에서 분리되는 스토어의 궤적을 해석하여 실험치와 비교하였고, 다 물체간의 상대운동이 있는 비정상유동의 적용을 위해 세 개의 스토어 분리에 대한 해석을 수행하였다.

FDS의 격자 종횡비에 관한 연구 (A study on grid aspect ratio of fire dynamics simulator)

  • 김원욱;박외철
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권9호
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    • pp.923-928
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    • 2015
  • FDS는 화재분석에 가장 많이 사용되는 프로그램 중 하나로 정확한 분석을 위하여 적정격자 선정이 필요하다. 이 연구에서는 적정격자 선정을 위하여 다양한 격자 종횡비(AR)를 선정하여 FDS v 6.1.2로 분석하였다. 계산시간은 온도 등의 변화로부터 시간평균값을 구하는데 충분히 긴 10분으로 설정하였다. 그리고 온도와 가시거리, 질량수지의 시간평균값은 준정상상태를 유지하는 200~600초 구간의 값으로부터 구하였다. 그 결과 $10{\times}10{\times}3[m^3]$$20{\times}20{\times}3[m^3]$의 두 공간에 각각 1 [MW]와 2 [MW]의 폴리우레탄 화재가 발생했을 때 종횡비 1~6에 대한 열방출률과 온도, 가시거리, 질량수지를 비교하였다. 열방출률은 종횡비와 공간의 크기 및 화재규모에 무관하게 정확함을 확인하였다. 또 $AR{\leq}5$에서는 준정상상태의 온도와 가시거리가 잘 예측되었다. 그러나 종횡비의 증가에 따라 온도의 감소폭이 증가하였고, 질량보존의 만족도가 떨어졌다. 따라서 화재 초기의 온도와 가시거리가 중요한 요소인 성능위주설계에서 $AR{\geq}3$인 경우에는 격자크기에 대한 세심한 검토가 필요함을 확인하였다. 높은 정확도가 요구되는 구획화재 시뮬레이션에는 수직방향 격자크기 0.1~0.2 [m] 이하와 종횡비 2 이하의 격자크기가 바람직함을 알 수 있었다.

비정형격자 기반 국지연안 파랑예측시스템 구축을 위한 예측정확도 및 모델성능 비교분석 (Comparative Analysis of Forecasting Accuracy and Model Performance for Development of Coastal Wave Forecasting System Based on Unstructured Grid)

  • 노민;오상명;장필훈;강현석;김형석
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.188-197
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    • 2022
  • 전지구수치예보모델의 해상풍 예측자료를 기반으로 비정형격자의 국지연안 파랑예측시스템을 구축하고, 파랑모델의 수행성능 및 예측성능을 검증하였다. 기존의 정형격자는 복잡한 해안선과 연안지형에서의 파랑예측이 제한적이기 때문에 정밀한 국지연안 수치모의를 위해 비정형격자체계를 적용하고, 현업 예보 지원에 대한 적용가능성을 검토하였다. 두 격자체계 모두 근해와 연안에서 유사한 예측경향을 보였고, 격자체계에 따른 예측오차의 차이도 크지 않았다. 또한 정형격자와 비교하여, 비정형격자의 모델수행시간이 동일한 조건에서 현저히 감소하는 것을 통해 비정형격자 기반 파랑예측시스템의 현업 예보 지원에 대한 적용가능성을 확인하였다.

비정렬 격자계에서 격자점 중심과 격자 중심 유한체적법의 수치적인 거동에 관한 비교 연구 (NUMERICAL BEHAVIOR OF VERTEX-CENTERED AND CELL-CENTERED FINITE-VOLUME METHODS ON UNSTRUCTURED MESHES)

  • 김주성;이희동;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.57-60
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    • 2006
  • This paper presents an assessment of vertex-centered and cell-centered finite-volume methods on unstructured meshes. The results indicate that the vertex-centered method is more reliable than the cell-centered method.

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한옥 창호 격자 구조의 전산해석을 통한 한옥 에너지 효율 향상 방안 (Numerical Analysis of Optimum Door Frame for Enhancing Thermal Efficiency)

  • 안은영;김재원
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.672-676
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    • 2012
  • 본 연구는 한옥의 내부기류 분석을 통한 자료를 근거로 열손실이 가장 크게 나타나는 창호에 대해 기존 창호의 아름다음을 훼손하지 않으면서도 대류에 의한 열손실을 최소화 할 수 있는 방안을 제안한다. 이를 위해서 한옥 창호 격자문의 구조에 대한 기하학적 최적화 작업을 통해 동절기의 열손실을 최소화하기 위한 격자문 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다. 즉, 실외를 향한 창호 격자 구조를 대류 열전달의 손실을 최소화하기 위한 구조로, 동절기의 외부 냉기를 효과적으로 차단하기 위한 창호의 배열을 정의한다. 전산해석을 통해 창호 격자의 종횡비, 창호 격자 틀 돌출 길이의 격자 면적 비 등, 외부로의 열 손실을 최소화할 수 있는 구체적인 구조를 제안하고 이에 대한 타당성을 검증한다.

회절격자구조를 갖는 도파로 소자의 엄밀한 광선광학적 결합계수 계산 (Ray-optical determination of the coupling coefficients of waveguide gratings by use of the rigorous coupled wave theory)

  • 박선택;송석호;오차환;김필수
    • 한국광학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.348-353
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    • 1999
  • 엄밀한 결합파를 적용하는 광선광학적 방법에 의해, 임의의 격자구조를 갖는 도파로 회절소자의 결합계수를 계산하였다. 엄밀한 광선광학적 방법으로 다양한 격자구조(사각형, 정현파, 삼각형, 사다리꼴)에 대한 결합계수를 계산하였으며, 기존의 근사적 광선광학적 방법이나 결합모드 방법들과 비교 분석하였다. 특히, 사각형 격자의 경우에는 격자의 깊이 변화뿐만 아니라 격자영역비(duty-cycle)에 따른 결합계수를 구하였다. 엄밀한 광선광학적 방법은 강한 결합조건에서도 기존의 방법들에 비하여 도파로 회절격자의 결합계수를 매우 정확하게 결정할 수 있음을 확인하였다.

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