• Title/Summary/Keyword: 다중 차원 다중 격자 해석법

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A Numerical Analysis of the Shallow Water Equations Using the Multi-slope MUSCL (다중 경사 MUSCL을 이용한 천수방정식의 수치해석)

  • Hwang, Seung-Yong;Lee, Sam-Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.158-158
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    • 2011
  • 천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

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Fast numerical methods for marine controlled-source electromagnetic (EM) survey data based on multigrid quasi-linear approximation and iterative EM migration (다중격자 준선형 근사 및 반복적 전자탐사 구조보정법에 기초한 해양 인공송신 전자탐사 자료의 빠른 수치해석 기법)

  • Ueda, Takumi;Zhdanov, Michael S.
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.11 no.1
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    • pp.60-67
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    • 2008
  • In this paper we consider an application of the method of electromagnetic (EM) migration to the interpretation of a typical marine controlled-source (MCSEM) survey consisting of a set of sea-bottom receivers and a moving electrical bipole transmitter. Three-dimensional interpretation of MCSEM data is a very challenging problem because of the enormous number of computations required in the case of the multi-transmitter and multi-receiver data acquisition systems used in these surveys. At the same time, we demonstrate that the MCSEM surveys with their dense system of transmitters and receivers are extremely well suited for application of the migration method. In order to speed up the computation of the migration field, we apply a fast form of integral equation (IE) solution based on the multigrid quasi-linear (MGQL) approximation which we have developed. The principles of migration imaging formulated in this paper are tested on a typical model of a sea-bottom petroleum reservoir.

Study on the Film Thickness and Pressure of the Transient Line Contact Elastohydrodynamic Lubrication (비정상 상태의 선접촉 탄성유체윤활 유막두께 및 유막압력 특성연구)

  • Cho, Jae-Cheol;Jang, Si-Youl
    • Tribology and Lubricants
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    • v.25 no.5
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    • pp.335-341
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    • 2009
  • Elastohydrodynamic lubrication (EHL) analysis shows that film thickness is very flat in the contact area and pressure distribution is somehow similar to that of Hertzian contact pressure except the outlet region with pressure spike. These typical patterns of EHL film thickness and pressure are the cases under the steady contact conditions of applied loads and speeds. However, many engineering contacts are rather under the conditions of varying loads and contact speeds, and therefore the predictions for endurance life and performance of machine elements with steady EHL analysis are not suitable in many occasions. This study shows the differences in film thickness formation and pressure distribution between steady and transient contact conditions in several contact cases.

Analysis of Line and Circular Contact Elastohydrodynamic Lubrication with Multigrid Multilevel Method (다중 격자 다중 차원법을 이용한 선접촉 또는 점접촉 탄성 유체 윤활 해석)

  • 장시열
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1999.11a
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    • pp.323-330
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    • 1999
  • The conventional analysis for the numerical computation of fluid film thickness with elastic deformation of contact region. is performed by Newton-Rephson method for its 18st convergence characteristics. However, both high load and relatively low sliding velocity frequently make it impossible for Newton-Rahpson method to get both converged and stable solutions. In particular, this method cannot provide converged Solution under the condition of high load above 1.0 GPa which frequently occurs in line contact of EHL problem. Multigird multi-level method for the solver of non-linear partial differential equation including solid deformation is preferred to Newton-Rshpson method for better convergence and stability and is applied to line contact EHL behavior in this study.

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A Study on the GIS-based Deterministic MCDA Techniques for Evaluating the Flood Damage Reduction Alternatives (확정론적 다중의사결정기법을 이용한 최적 홍수저감대책 선정 기법 연구)

  • Lim, Kwang-Suop;Kim, Joo-Cheol;Hwang, Eui-Ho;Lee, Sang-Uk
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.44 no.12
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    • pp.1015-1029
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    • 2011
  • Conventional MCDA techniques have been used in the field of water resources in the past. A GIS can offer an effective spatial data-handling tool that can enhance water resources modeling through interfaces with sophisticated models. However, GIS systems have a limited capability as far as the analysis of the value structure is concerned. The MCDA techniques provide the tools for aggregating the geographical data and the decision maker's preferences into a one-dimensional value for analyzing alternative decisions. In other words, the MCDA allows multiple criteria to be used in deciding upon the best alternatives. The combination of GIS and MCDA capabilities is of critical importance in spatial multi-criteria analysis. The advantage of having spatial data is that it allows the consideration of the unique characteristics at every point. The purpose of this study is to identify, review, and evaluate the performance of a number of conventional MCDA techniques for integration with GIS. Even though there are a number of techniques which have been applied in many fields, this study will only consider the techniques that have been applied in floodplain decision-making problems. Two different methods for multi-criteria evaluation were selected to be integrated with GIS. These two algorithms are Compromise Programming (CP), Spatial Compromise Programming (SCP). The target region for a demonstration application of the methodology was the Suyoung River Basin in Korea.