• Title/Summary/Keyword: 고차정확도 유한차분법

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Optimized Compact Finite Difference Schemes for Computational Aeroacoustics (수치적 공력음향해석을 위한 집적유한차분법의 개발)

  • Lee D. J.;Kim J. W.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 1995.10a
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    • pp.197-202
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    • 1995
  • 비정상(unsteady) 압축성(compressible) 유동에 의한 공력음향(aeroacoustics)을 모사하여 공력소음원을 해석하기 위해서는 고차(high order)의 정확도와 높은 해상도(resolution)를 가지며, 상대적으로 계산시간을 많이 필요로 하지 않는 외재적(explicit) 유한차분법이 필수적으로 요구된다. 이것은 주어진 차분방식과 격자계로써 공간과 시간상에 존재하는 미소크기의 파동성분들을 충분히 구현하여야 만족할 만한 수치해를 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는, 그러한 유한차분법 중 최근에 관심의 대상이 되고있는 삼각(tridiagonal)또는 오각(pentadiagonal) 집적유한차분법(compact finite difference scheme)이 최대의 해상도를 갖도록 하는 수학적인 방법을 개발하고, 이 방법으로써 새롭게 집적유한차분법을 최적화하였다. 개발된 최적화 방법은, 푸리에 해석법(Fourier analysis)을 통하여 파동수(wavenumber) 영역에서 수학적으로 계산된 위상오차(phase error)를 최소화하는 것이며, 이러한 개념과 방법은 본 연구에서 처음으로 집적유한차분법에 적용되었다. 여러가지 절단정확도(truncation order)에 대해서 최적화 된 집적유한차분법들이 실제 공간과 시간상에서 보여주는 정확도와 오차특성을 알아보기 위하여, 이 방법들을 1차원 선형파동방정식에 적용하였고, 이 결과를 통하여 가장 정확하고 효과적인 절단정확도의 집적유한차분법을 선별하였다. 특히, 오각(pentadiagonal)법에 비해 더욱 효율적인 6차 삼각(tridiagonal)법을 1차원 Euler방정식에 적용하여, 비선형 파동에 대한 모사를 수행할 수 있었다.

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Confirmation of Numerical Properties of ASQUICK Scheme through Numerical Simulation of Recirculating Turbulent Flow over a Sharp Rib Mounted on a Plane Surface (평면상 날카로운 돌출부 위를 흐르는 난류 재순환 유동해석을 통한 ASQUICK차분법의 수치적 성질확인)

  • 김성준
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.1250-1256
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    • 1989
  • 본 연구에서는 수치계산의 불안정성 때문에 과거 고차 정확도 유한차분법 들로 수치계산하기 어려웠던 날카로운 돌출부 위를 흐르는 난류유동현상을 ASQUICK 차분법으로 수치해석하고 그 수렴해를 얻음으로써 수치계산의 안정성을 확인하며 수치계산 결과를 HYBRID차분법에 의한 수치해석치 및 재순환난류유동의 특성치라 할 수 있는 재순환영역길이 실험치와 상호비교함으로써 수치계산의 정확도 향상효과를 확인하고자 한다. 더불어 수치계산의 수렴과정에 큰 영향을 미치는 것으로 잘 알려 져 있는 속도 압력교정법으로써의 PISO법을 ASQUICK차분법과 함께 사용해 PISO-ASQU- ICK조합의 유용성을 확인하고자 한다.

압축성 이상 유동(Two-Phase)의 고차 Upwind 수치해범 연구

  • 이성재;정문선;이원재;장근식
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.431-436
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    • 1998
  • 표면장력이 운동량 방정식에 고려되어 완전한 방곡형으로 변환된 이상유동 방정식에 그동안 적용이 까다로왔던 고차의 Upwind 수치 방법을 처음으로 적용하였다. 이로인하여 기존의 유한 차분 수치 해석방법에서 필연적으로 나타나는 인위적인 감쇄 및 수치적 확산 문제를 개선할 수 있는 방법이 본 연구에 의해서 개발되었다 개발된 수치스킴은 MUSCL기법을 이용한 Flux of extrapolation방법을 사용하였고 시간에 대해서는 Fractional time step방법을 이용하여 공간 및 시간에 대하여 이차의 정확도를 가지게 하였다. 개발된 방범의 수치실험 결과 기존의 유한 차분법에서 발생하는 제반의 문제점들을 보완하고 보다 개선된 해를 얻을 수 있는 가능성을 확인하였다.

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Natural Convection from the Concave Wall in a Square Enclosure (오목벽면이 있는 밀폐공간에서 자연대류)

  • Park T. S.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.7 no.1
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    • pp.28-35
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    • 2002
  • The effect of concave curvature on the natural convection has been numerically studied using the higher-order finite difference method. The heating wall in a enclosure is approximated by a cosine function. The heat transfer coefficient is analyzed for three Rayleigh numbers and five amplitudes. For Ra = 10/sup 8/ the separation and reattachment are observed on the adiabatic walls. The wall heat transfer are slightly changed by the increasing curvatures.

CIP method on Triangular Meshes (비격자메쉬에서의 고차오더 대류 방정식 해결방법)

  • Heo, Nam-Bin;Ko, Hyeong-Seok
    • Journal of the Korea Computer Graphics Society
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    • v.15 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • This paper presents a new CIP method for unstructured mesh to reduce the numerical dissipation. To reflect precise physical characteristics, CIP method updates both the physical quantity and the derivative information. The proposed method uses the Finite Volume Method(FVM) to solve the non-advection term of CIP equation. And we performed several experiments to improve the accuracy of third-order interpolation. Our result shows that our algorithm has less numerical dissipation than that of linear advection solver.

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Reverse-time Migration for VTI and TTI Media (VTI 및 TTI 매질에서의 역시간 구조보정)

  • Kwak, Na-Eun;Min, Dong-Joo;Bae, Ho-Seuk
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.14 no.3
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    • pp.191-202
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    • 2011
  • Reserve-time migration (RTM) using a two-way wave equation is one of the most accurate migration techniques. RTM has been conducted by assuming that subsurface media are isotropic. However, anisotropic media are commonly encountered in reality. Conventional isotropic RTM may yield inaccurate results for anisotropic media. In this paper, we develop RTM algorithms for vertical transversely isotropic media (VTI) and tilted transversely isotropic media (TTI). For this, the pseudo-acoustic wave equations are used. The modeling algorithms are based on the high-order finite-difference method (FDM). The RTM algorithms are composed using the cross-correlation imaging condition or the imaging condition using virtual sources. By applying the developed RTM algorithms to the Hess VTI and BP TTI models, we could obtain better images than those obtained by the conventional isotropic RTM.