• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.565-568
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• 2011

NURBS는 매개변수를 이용하여 3차원에서 곡면을 표현한 방법으로서 노트벡터, 조정점, 가중치로 구성된다. 레벨셋은 공간을 음함수로 정의된 장으로 형성하여 음함수의 일정한 값을 추적하여 곡면을 표현한 방법이다. 본 논문에서는 스캔 데이터를 NURBS 형태로 추출한 뒤 이를 정밀한 레벨셋 모델로 변환하였다. 레벨셋 모델을 구성하기 위해서 형성된 음함수는 부호를 갖는 거리함수를 사용하였고, 거리함수를 정밀하게 나타내기 위해 Newton 순환법을 이용하였다. 변환된 레벨셋 모델을 이용하여 형상의 몰핑을 수행하였다. 몰핑은 초기 형상을 목표 형상으로 변화시켜 나가는 과정으로서 레벨셋 모델을 이용한 몰핑은 용이성과 질적인 측면에서 우수하다. 수치 예제에서는 스캔 데이터의 레벨셋 모델 변환과 변환된 형상이 자연스럽게 목표형상으로 변화하는지를 확인한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.18-27
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• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.132-143
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• 2008

The sloshing phenomena in a two-dimensional rectangular tank are investigated using a level set method based on finite volume method. The code validations are performed by comparing between the present results and previous numerical results, which gives a good agreement. We present the streamlines pattern, free surface shape, maximum free surface elevation and pressure fluctuation patterns in the tank under the pitch and surge motions with various frequencies. These two different motions cause the different flow structures in the tank. The time variations of surface elevation and pressure at the different locations in the tank strongly depend on the exciting frequency of tank moving.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.79-87
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• 2013

레벨셋방법과 헤비사이드 강화를 이용한 아이소-지오메트릭 위상최적설계 방법을 개발하였다. 레벨셋 방법에서는 초기해석영역은 고정되어 있으며 경계는 레벨셋 함수값을 이용한 암시적인 동적 경계로 표현되며, 이는 복잡한 위상적 변화를 용이하게 표현할 수 있게 한다. 헤비사이드 강화는 기존의 기저함수에 내부 경계를 표현하는 강화 함수를 더함으로써 아이소-지오메트릭 해석법의 정밀도를 향상시킨다. 제안된 위상 최적설계 방법은 다음과 같은 이점을 갖는다. 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 정밀한 기하 형상을 얻을 수 있으며 텐서 곱을 이용하여 정의된 패치의 한계를 헤비사이드 강화를 이용함으로써 해결할 수 있다. 단일 패치를 사용함으로써 연속적인 응력 분포를 얻어낼 수 있을 뿐 아니라 불연속적인 변위장 또한 표현해 낼 수 있다. 레벨셋 방법론이 암시적 동적 경계를 잘 표현하기 때문에 이를 이용하여 헤비사이드 강화를 이용한 아이소-지오메트릭 해석법에서 위상의 변화를 잘 표현해 낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1223-1228
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• 2011

가동코일형 리니어 액추에이터는 다른 형식의 액추에이터에 비해 구조가 간단하고 제어가용이하여 다양한 산업 분야에 활용되고 있다. 본 연구에서는 리니어 액추에이터의 가동 특성을 향상시키기 위해 가동자의 모든 동작점에서의 추력을 반영한 목적 함수를 구성하고 최적설계 문제를 정식화하였다. 명확한 형상표현을 위해 레벨셋 함수를 설계변수로 설정하여 최적설계를 진행하고 성능과 생산성을 동시에 만족하는 액추에이터를 설계하기 위해 페이즈 필드 모델의 개념을 최적설계에 적용하여 최종형상의 단순화를 고려하였다. 제안한 기법의 효용성을 확인하기 위해 액추에이터 진동과 소음의 원인인 추력의 변동폭을 최소화하기 위한 코어 설계를 수행하여 추력의 변동을 감소시킬 수 있는 최적 형상을 제시하였고 복잡도 계수에 의한 최종 형상의 단순화도 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.16-27
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• 2002

이유체 비압축성 점성 유동장내에서의 이차원 기포의 운동과 변형을 레벨셋 방법을 도입하여 해석하였다. 지배방정식은 유한체적법을 사용하여 해석하였다. 본 방법의 수치계산결과는 발표된 실험결과와 계산결과의 비교를 통해 검증하였다. 수치계산에서는 초기상태에 유동장 내에 두 유체의 비교란 자유표면이 존재할 때 단일 및 다수의 기포의 운동과 변형을 해석하였다. 해석을 통해 표면장력의 변화와 밀도비의 변화에 따른 기포거동의 변화를 살펴볼 수 있었다. 자유표면은 기포가 자유표면으로 상승할 때 기포의 거동에 큰 영향을 끼친다. 레벨셋법을 사용하여 계산된 본 연구의 결과들을 통해서 기포거동의 특성을 살펴볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권7호
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• pp.871-878
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• 2004

An accurate adaptive mesh refinement based on the CIP method is proposed and it is applied to solve the two dimensional advection equations. In this method, the level set function is employed to refine and merge the computation cells. To enhance the accuracy of the solution, the spatial discretization is made by the CIP method. The CIP method has many advantages such as the third order accuracy, less diffusivity, and shape conserving. The mathematical formulation and numerical results are also described. To verify the efficiency, accuracy, and capability of the proposed algorithim, two dimensional rotating slotted cylinder and idealized frontogenesis are numerically simulated by the present scheme. As results, it is confirmed that the present method gives an efficient, reasonable solution in the advection equation.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.416-418
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• 2004

Tracking of evolving solid-fluid interfaces is treated using level set method and MLS-based finite element with variable nodes. Several applications will be illustrated to demonstrate the effectiveness of the present scheme

• 대한조선학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.88-97
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• 2005

A new numerical scheme solving two-phase flow, the Hybrid VOF method for improved free surface capturing has been developed by combining a volume capturing VOF method with the Level-Set reinitialization procedure. For validation, the proposed method is applied to 3-D bubble rising problem, dam breaking and the free surface flow around a commercial container ship. The calculated results by using the Hybrid VOF method with the two previously applied VOF formulations are compared with available numerical and experimental data. It is found that the new method provides more reasonable results than the two previous ones.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.239-245
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• 2008

확장 B-스플라인 기저함수(extended B-spline basis functions)을 이용한 레벨셋 기반의 위상 형상 최적설계 기법을 정상 상태의 열전도 문제에 대하여 개발하였다. 본 해석법은 레벨셋으로 결정된 영역 안쪽만 고려하여 해석을 수행하게 되므로 열전달 문제에서 생길 수 있는 영역 바깥부분 영향을 제거할 수 있다. 설계민감도 해석으로부터 결정되는 법선속도를 활용하여 헤밀턴-자코비 방정식의 해를 구하게 되며, 주어진 체적조건 하에서 열 컴플라이언스(thermal compliance)가 최소가 되는 방향으로 최적의 형상을 결정할 수 있다. 형상 설계민감도를 정확하게 얻기 위해서는 레벨셋 함수와 B-스플라인 함수를 이용하여 수직 단위 벡터와 형상의 곡률을 정확히 결정하며, 위상 설계민감도를 통해 최적화과정 동안 필요한 위치와 시점에서 위상의 변화를 주는 홀을 쉽게 생성할 수 있다.