• 한국정밀공학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.165-171
• /
• 1992

진동하는 구조물을 설계할 때에는 그 구조물 중의 Strain이나 응력이 최대가 되는 장소나 시각을 알 필요가 있다. 지금까지의 Strain 해석에는 Strain gauge 등과 같은 접촉법이 많이 이용되고 있다. 더우기, 접촉법으로 대변형 진동을 하는 물체의 Strain을 해석하는 것은 곤란하다. 최근에는 비접촉법으로 Strain 분포를 해석하기 위해 화상처리를 이용한 계측이 행하여지고 있다. 이들의 Strain 분포를 측정하는 광학적인 방법으로는 격자법, Moire법, 홀로 그랩픽 간섭법 등이 있다. 특히 대변형이나 대Strain을 해석하는 데에는 격자법이 많이 이용되고 있는데, 종래의 격자법은 Data를 처리하는 데에 많은 시간과 노력이 소요되고 작업도 매우 복잡하며, Data의 수도 제한이 되어서 구조물의 분포의 해석 정도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문 에서는 스테레오법을 이용해서 2차원 격자를 붙인 시료표면의 각 점의 3차원 좌표를 계측하고, 또 Fourier 변환 격자법을 적용하여 촬영된 2차원 격자의 화상에서 위상치를 구한다. 그리고 물체의 변형 전후의 대응 관계의 화상에서 3차원 형상과 Strain 분포를 해석하는 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하면 진동하는 구조 물의 3차원 변위분포, Strain 분포를 정도 좋게 해석할 수가 있다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.135-141
• /
• 1993

고속으로 변형을 받는 재료의 변형 강도는 정적인 부하를 받는 경우와는 다르며 이 고속 현상을 해석하기 위해서는 시간적, 공간적 변화를 조사할 필요가 있다. 일반적으로 스트레인 속도를 구하는 데는 스트레인 게이지를 이용하고 있지만, 고무와 같은 대변형을 하는 물체에서는 정확한 데이터를 얻기가 곤란 하므로 스플라인 함수를 이용해서 보간 작업을 해야 한다. 그래서, 최근에는 스트레인 속도를 구하는 방법 으로 격자법, 모아레법, 광탄성법 등이 이용되고 있다. 재료의 변위 분포를 구하는 데는 격자법이 잘 이용 되어지고 있지만 스트레인 속도 분포의 해석의 정도에 문제가 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는, 고속으로 변형하는 물체의 형상을 역학적으로 해석하기 위해 고속도 카메라로 촬영을 하고 그 때 얻어진 격자 화상을 퓨리에 변환 격자법을 이용해서 위상을 구하고 스트레인 속도 분포를 해석했다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제39권3호
• /
• pp.18-27
• /
• 2002

Eulerian개념을 사용한 격자계 내 임의의 경계면 주위 점성유동 해석에서, 운동하며 변형하는 경계면 근방 해의 정도를 향상시키기 위해서 격자생성시 경계면으로 격자점들을 집중시켜주는 레벨셋법에 바탕을 둔 격자변형법을 도입하였다. 본 연구에서는 격자점들을 경계면 근방으로 집중되는 정도를 용이하게 조절할 수 있도록 새로운 형태의 모니터함수를 제시하였다. 집중격자계를 사용함으로 얻어지는 향상된 해의 정도의 검증을 위하여 바닥에 고정된 반원 실린더 주위 정상유동에 대하여 가상경계법을 함께 사용하여 해석하였다. 수치계산결과는 물체적합 격자계를 사용해서 얻은 결과와 매우 잘 일치하였으며, 집중격자법을 사용하지 않은 해석결과보다 향상된 결과를 보여주었다. 수치계산의 또 다른 예제로서 다수의 고정된 물체주위 유동해석으로 확장 적용하여 공학적 유용성을 검증하였다. 마지막으로 이동 집중격자계의 생성법의 적용을 위해서 움직이면서 변형을 일으키는 2차원 기포상승문제를 해석하였다. 수치해석결과에서 격자점들은 매시간 기포의 변형에 맞추어 적합하게 집중된 형태를 잘 보여주었으며, 고정된 격자계를 사용한 결과와 잘 일치하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
• /
• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
• /
• pp.66-69
• /
• 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.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.278-284
• /
• 2001

본 논문에서는 기울어진 금속 경계면을 삼각형 격자법으로 해석하고, 계단 근사법과 비교하였다. 특시, 삼각형 격자법에서 금속-유전체간의 경사각도에 대한 오차 범위를 밝혔다. 그결과, 삼각형 격자법에서 경사각이 30。이상 60。이하인 경우, 계단 근사법에 비하여 정확도가 향상되고, 계산속도 및 메로미를 줄일 수 있었다. 그러나 이 범위를 벗어나는 경우, 격자의 한 변의 길이가 상대적으로 늘어나 정확한 해석이 되지 않았다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.943-951
• /
• 1992

본 연구에서는 삭막에 의한 표면후퇴 현상을 해석하기 위하여 Brogan이 제시 한 front node dropping기법을 적용하여 여러개의 상이한 재료로 구성된 조합 내열 부품에서 삭마와 숯이 동시에 발생하는 경우에 대한 내부 열반응 예측도 가능하게 하 였다. 이 수치기법은 해석하고자 하는 부분에 대한 격자생성(mesh generation)을 수 행하여 각 격자점의 좌표를 고정한 후, 삭마에 의하여 표면이 후퇴될 때 첫번째 격자 점은 두번째 격자점과 일치될 때 까지 존재하다가 제거되고, 두번째 격자점도 세번째 격자점과 일치될 때까지 존재하다가 제거된다. 이때 나머지 격자점의 위치는 항상 일정하게 고정되며 삭마가 정지될 때까지 이 과정이 계속된다. 또한 본 연구분야에 수치해석 기법으로 유한해석법(FAM:finte analytic method)을 국내외 최초로 적용하여 비선형성이 심한 것을 효과적으로 처리하므로써 안정한 해를 얻을 수 있었다. 유한 해석법은 1981년 Chen이 제안한 기법으로, 국소 격자계에 대하여 선형화된 지배 방정 식의 엄밀해를 구하여 전체 문제 영역에 확장하는 방법이다. 이 방법은 수치 계산식 의 유도과정이 매우 복잡하기는 하나, 그 결과가 정확하고 안정한 해를 얻을 수 있어 서 점차 적용 사례가 증가하고 있으며 본 문제의 수치 해석에 매우 적합한 기법으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.247-247
• /
• 2021

국내외적으로 하도 내의 흐름을 해석하기 위해 다양한 2차원 흐름해석 모형이 적용되고 있다. 2차원 흐름해석 모형은 기존의 1차원 흐름 해석 모형에서 해석하기 어려운 확산형 홍수파 해석에 강점을 가지고 있어 도심 하천의 외수 범람 예측 등에도 사용되고 있다. 하지만 복잡한 지형 형상을 어떻게 격자로 구성하는가에 따라 해석의 효율성과 정확성이 크게 좌우된다. 초기의 2차원 흐름해석 모형은 주로 정형격자 기반의 단순한 셀을 제작하여 구동되었다. 하지만 매우 빠른 유속과 복잡한 형상을 반영하기 위해서는 전체 격자를 조밀하게 구성할 필요가 있으므로 계산 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 그렇기 때문에 대안으로 삼각망과 혼합망 등 비정형 격자를 사용하여 필요한 구역만 격자를 조밀하게 구성하는 방법을 사용하고 있지만 이 방법 또한 추가적인 계산 과정에 따른 계산 시간의 증가가 필연적이다. 따라서 최근에는 정형격자와 비정형격자에 대하여 wet-dry front matrix 최적화, 절점제거법 등 다양한 기법을 통하여 계산 효율을 향상시키고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 HLLC Rimann solver와 2차 정확도 기법인 MUSCL-Hancock Method를 적용한 유한체적기반 천수방정식을 기반으로 다양한 격자 구성에 따른 2차원 흐름해석 모형의 효율성 분석을 수행하고, 이를 통해 최적의 흐름해석 방안을 제시하고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
• /
• pp.756-759
• /
• 2011

일반적으로 컴퓨터를 이용한 수치 해석에는 격자 수치 해석 방법인 유한요소법 또는 유한차분법이 주로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법들은 해석하고자 하는 영역을 요소나 격자 등으로 분할해야 하기 때문에 복잡한 현상들을 다루는 데 어려움을 갖게 된다. 이를 극복하기 위해 개발된 방법이 무요소법(Meshfree Method)이며 본 논문에서는 다양한 무요소법들 중 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)가 고려되어진다. SPH는 라그랑지안 수치 근사 기법을 사용하는 입자법(Particle Method)으로 SPH를 정확하게 실행하기 위해서는 적절한 경계 처리법이 요구된다. 그러나 기존의 경계 처리법은 유체 입자의 침투현상 및 커널(Kernel) 끊김 현상이 발생하기 때문에 적합하지 않다. 따라서 지금까지 SPH의 경계 처리법을 향상시키기 위해 다양한 접근법들이 제안되었으며 본 논문에서는 이러한 접근법들 중 정반사(Specular Reflection), 재회복(Bounce-back), 재도입(Reintroduce) 방법 및 경계 반발력(Repulsive Force)과 가상 입자(Ghost Particle)의 적용이 분석되고 현상 접목을 통해 적절한 경계 처리법이 제안되어진다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권8호
• /
• pp.677-684
• /
• 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.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권7호
• /
• pp.723-733
• /
• 2011

본 연구에서는 비정렬격자계와 체적포착법을 사용하여 표면장력이 지배적인 다상유동의 수치해석 방법을 제시하였다. 먼저 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델을 비정렬격자계에 적용할 수 있도록 수치해석 방법을 확립시켜 Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 수치 해석코드에 삽입하였다. 테스트 문제로 오직 표면장력만이 존재하는 평형상태의 정적(static) 액적 및 비평형상태의 동적(dynamic) 액적 문제에 적용하여, 이 해석방법의 유용성과 정확도를 평가하였다. 연구결과, 매끄러운 곡률 계산을 위해 필요한 필터로 본 연구에서 제안한 Laplacian 필터와 함께 CSF 모델로는 밀도보정(density-scaled)한 CSF 모델이 예측성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 표면장력 계산을 위한 이 모델을 채용한 본 수치해석방법은 표면장력이 지배적인 다상유동인 평형상태의 정적 액적 및 비평형상태의 동적 액적 문제 모두에 대해 정확성과 유용성이 입증되었다.