• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2014

레벨셋 기법과 무요소법을 결합한 위상 및 형상 최적설계 기법을 개발하여 선형 탄성문제에 적용하였다. 설계민감도는 애드조인트법을 사용하여 효율적으로 구하였다. 해밀턴-자코비 방정식을 업-윈드 기법을 이용하여 수치적으로 풀었으며, 구조물의 경계는 레벨셋 함수를 이용하여 암시적으로 표현하였다. 구조물의 응답과 설계민감도를 얻기 위하여 암시적 함수를 사용하여 명시적 경계를 생성하였다. 재생 커널 기법에 기초하여 얻어진 전역 절점 기저함수를 사용하여 연속체 지배방정식의 변위장을 이산화하였다. 따라서 질점들을 연속체 영역의 어느 곳이든 위치시킬 수 있으며, 이는 통해 명시적 경계를 생성하는 것이 가능하며, 결과적으로 정확한 설계를 얻을 수 있다. 개발된 방법은 제한 조건이 있는 최적설계 문제에 대하여 라그랑지안 범함수를 정의한다. 이는 경계의 변화를 통하여 허용 부피 제한조건을 만족시키면서 컴플라이언스를 최소화한다. 최적설계 과정 동안 라그랑지안 범함수의 최적화조건을 만족시킴으로써 해밀턴-자코비 방정식을 풀기 위한 속도장을 얻는다. 기존의 형상 최적설계 기법에 비하여, 본 방법론은 위상과 형상의 변화를 쉽게 얻어낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권6호
• /
• pp.609-617
• /
• 2012

충돌, 퍼짐 및 수축을 포함한 나노입자 혼합 액적의 거동에 대한 수치모사를 수행하였다. 기체-액체 상경계면은 벽면에서의 접촉각 이력현상을 포함한 레벨셋 방법을 이용하여 해석하였다. 액적 내부의 나노입자 분포를 해석하기 위하여 물질의 열확산을 반영한 농도 방정식을 해석에 포함하였다. 수치해석 결과로부터 나노 입자의 분포는 온도의 불균일 분포에 크게 영향을 받는 것을 확인하였다. 나노입자의 농도 집중도에 의한 표면 장력 및 접촉각변화 효과에 대한 연구를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제31권12호
• /
• pp.1180-1187
• /
• 2007

In the present work, topology optimization method using adaptive inner-front level set method is presented. In the conventional level set based topology optimization method, there exists an incapability for inner-front creation during optimization process. In this regard, as a new attempt to avoid and to overcome the limitation, an inner-front creation algorithm is proposed. In the inner-front creation algorithm, the strain energy density of a structure along with volume constraint is considered. Especially, to facilitate the inner-front creation process during the optimization process, the inner-front creation map which corresponds to the discrete valued function of strain energy density is constructed. In the evolution of the level set function during the optimization process, the least-squares finite element method (LSFEM) is employed. As an application to shell structures, the lightweight design of doubly curved shell and segmented mirror is carried out.

• 한국해양공학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.280-288
• /
• 2019

A submerged breakwater is one of the coastal structures used to reduce wave energy and coastal erosion. However, a submerged breakwater has a negative aspect in that a strong rip current occurring around an open inlet due to a difference in mean water levels at the front and rear sides of the structure leads to scouring. Such scouring has a bad effect on its stability. In order to eliminate this kind of demerit, this study investigated an artificial reef of the overflow type with openings. We also developed a program where the flows around the artificial reef of the overflow type could be analyzed numerically. An unstructured grid system was used to cover the various geometries, and the level set method was applied to treat the movement of the free surface. To verify these numerical schemes, hydraulic physical tests were performed on the submerged breakwater and double breaking type artificial reef. Then, the wave height and velocity distribution around the reef were examined using the experimental results. Comparisons between the results of hydraulic and numerical tests showed reasonable agreement.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제49권1호
• /
• pp.81-87
• /
• 2012

현재 사용되고 있는 두뇌영상의 제거 방법은 비록 환자의 개인 정보를 보호하고 있으나, 과도한 제거로 정확한 두뇌영상의 무결성을 손실할 수 있다. 원래 두뇌의 영상과 동일한 두뇌 조직을 나타내면서 환자의 신원을 감출 수 있는 새로운 익명화 얼굴모델을 생성시키는 방법을 연구하였다. 제안방법은 두 단계로 구성되었다: 10명의 두뇌영상을 정규화시켜서 모조 두뇌 표본 영상을 생성하는 단계와 실험영상 두뇌의 외곽부를 모조 두뇌의 안면부로 대체시키는 단계이다. 전체 두뇌영상에서 두피와 두개골 영역을 분할하기 위하여 레벨셋 알고리즘을 적용하였다. 영역화된 모조 두뇌를 대상 두뇌영상에 동일하게 배치하고 정규화를 시켜서 익명화된 얼굴 모델을 생성하였다. 원래 영상과 변형된 영상의 두뇌 조직부의 밝기 변화를 비교하여 제안 알고리즘의 타당성을 실험하였다. 실험 결과 두 두뇌영상은 두뇌 조직에서 완전히 동일하면서 신원을 파악할 수 없는 것을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1089-1095
• /
• 2011

열전달 향상을 위한 방법으로 많이 사용되고 있는 마이크로 핀을 포함한 표면 위에서의 핵비등을 액상과 기상에서 질량 및 운동량, 에너지에 대한 지배 방정식을 풀어 수치해석을 수행하였다. 핵비등에서의 기포거동을 계산하기 위해 sharp-interface 레벨셋(level-set) 방법을 상변화 효과와 핀과 캐비티와 같은 잠긴 고체에서의 점착 조건 및 접촉각, 마이크로 액체층에서의 증발 열유속을 포함하도록 수정하였다. 핀과 캐비티를 포함한 표면에서의 기포 생성, 성장, 이탈에 대한 해석을 통하여 핀-캐비티 배열, 핀-핀 간격이 핵비등에서의 기포거동에 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.548-550
• /
• 2010

The droplet motion on a flat substrate with contact angle hysteresis is studied by solving the equations governing the conservation of mass and momentum. The liquid- gas interface is determined by an level-set method which is based on a sharp-interface representation for accurately imposing the matching or coupling conditions at the interface. The method is modified to treat the dynamic contact angle at the liquid-gas-solid interface. The computations are performed to investigate a droplet impact and merging pattern on a flat substrate to find a optimal condition in a micro-line patterning process. The effects of dynamic contact angles on droplet motion are quantified.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
• /
• pp.223-227
• /
• 2009

In the present study, a least square weighted residual method and Taylor-Galerkin method were formulated and tested for the discretization of the two hyperbolic type equations of level set method; advection and reinitialization equations. The two approaches were compared by solving a time reversed vortex flow and three-dimensional broken dam flow by employing a four-step splitting finite element method for the solution of the incompressible Navier-Stokes equations. From the numerical experiments, it was shown that the least square method is more accurate and conservative than Taylor-Galerkin method and both methods are approximately first order accurate when both advection and reinitialization phase are involved in the evolution of free surface.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
• /
• pp.218-222
• /
• 2009

A level-set (LS) method is presented for computation of boiling phenomena which involve liquid-vapor interfaces that evolve, merge and break up in time, the flow and temperature fields influenced by the interfacial motion, and the microlayer that forms between the solid and the vapor phase near the wall. The LS formulation for tracking the phase interfaces is modified to include the effects of phase change on the liquid-vapor interface and contact angle on the liquid-vapor-solid interline. The LS method can calculate an interface curvature accurately by using a smooth distance function. Also, it is straightforward to implement for two-phase flows in complex geometries. The numerical method is applied for analysis of nucleate boiling on a horizontal surface and film boiling on a horizontal cylinder.

• 스마트미디어저널
• /
• 제1권2호
• /
• pp.34-39
• /
• 2012

본 연구에서는 노이즈를 제거하고 자연 영상에서 자동으로 꽃을 분할하는 후처리방법을 제시한다. 레벨 셋 알고리즘을 이용한 자연영상 꽃 분할에서는 레벨 셋이 에지 정보에만 의존하기 때문에 기대하지 않았던 분리된 노이즈들이 발생한다. 실험 결과는 제안 방법이 꽃 영역과 배경 영역의 많은 노이즈를 성공적으로 제거하였음을 보여준다.