• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1021-1030
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• 2017

본 논문은 유한요소 열해석 시 불일치하는 격자 접촉면의 열교환계수를 효과적으로 계산하는 방법에 대해 논의한다. 원래 유한요소해석은 두 경계면 사이의 격자가 일치해야 하는데, 복잡하고 다양한 재질의 형상들의 접촉면을 모두 일치하기 위해서는 많은 수고와 계산량이 소요된다. 본문은 이를 극복하기 위해 서로 다른 두 격자면의 접촉 열교환계수를 각 절점으로 효과적으로 분배하는 새로운 기법을 제안하였다. 제시된 기법의 지향점을 서술하고 이를 위해 격자면의 형상에 의존성이 낮은 절점 가중치 분배 기법을 서술하였다. 그리고 이를 3차원의 곡면 접촉면에도 적용하여 제시한 방법론의 범용성을 확인함으로서 열해석을 포함한 여타 유한요소 해석 기법에도 적용 가능함을 알 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권10호
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• pp.26-34
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• 2005

본 논문에서는 독립적으로 모델링되어 절점 불일치 경계면이 존재하는 유한요소 부분구조물들로 구성된 복합 구조시스템의 통합적인 연계해석을 위해 이동최소자승 경계접합법을 제안한다. 제안된 이론을 합성함수 구성 및 근사화 과정을 통해 설명하고, 새로 제안된 경계접합법의 타당성, 수렴성 및 효율성을 고찰하기 위해 각종 수치실험을 수행한다. 패치 테스트, 수렴성 조사를 통해 제안된 이론의 타당성을 보이고, 각종 통합 연계해석 수치예제를 통해 격자 재생성이나 추가적 미지수의 도입이 필요 없는 이동최소자승 경계접합법의 실제적 효율성을 입증한다.

• 지질공학
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• 제25권3호
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• pp.369-376
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• 2015

최근 국내에서 터널 내 지하수 유출량 산정을 위해 MODFLOW와 같은 지하수 수치모델이 많이 이용되고 있다. 수치 모델의 경우 격자망 설계가 터널 유출량 산정 결과에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있으나, 모델 설계 시 명확한 기준없이 연구자에 따라 임의의 크기로 격자망이 설정되어 왔다. 따라서 본 논문에서는 해석해와 수치해를 비교하는 방법을 통하여 격자의 크기가 수치모델의 유출량 산정 오차에 미치는 영향을 분석하였으며, 최적의 격자망 설정 방법을 제시하였다. 해석해와 수치해의 불일치는 부적절한 격자망 설정뿐만 아니라 모델 영역의 경계 효과에 의해서도 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 수치모델의 경계 효과 성분을 제거한 후 격자의 크기가 터널 유출량 산정 오차에 미치는 영향을 분석하였으며, 결론적으로 정확한 유출량 산정 결과를 나타내는 터널 크기와 격자 크기의 관계식을 도출하였다. 도출된 관계식은 유한차분 수치모델에서 등가우물격자반경과 격자 크기와의 관계식과 동일한 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권3호
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• pp.191-198
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• 2014

본 연구는 유체-고체 연성 해석이 활발히 진행되고 있는 고체로켓의 3차원 연소실 상경계면 형상에 대해 정보 전달 기법 중 하나인 공통세분 기법의 적용을 목적으로 수행되었다. 본 기법은 불일치하는 경계면간 정보 전달에도 보존성과 정확도를 동시에 만족시킬 수 있다는 장점을 갖는다. 기법 구현은 상경계면에 공통표면을 구성하고 특정 오차를 최소화 시키는 최소화 내삽법을 적용하는 과정으로 수행되었다. 이를 바탕으로 다양한 다차원 상경계면 형상에서 연속 및 불연속 함수를 이용한 정보 전달 실험을 수행하였고, 다른 기법들과 해석 결과를 비교하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.193.1-193.1
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• 2015

실리콘 (Si) 기판 위에 고품질의 갈륨질화물 (GaN) 박막을 성장시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 실리콘 기판은 사파이어 기판 보다 경제적인 측면에서 유리하고, 실리콘 직접화 공정에 GaN 소자를 쉽게 접목 가능하다는 장점이 있다. GaN 박막은 2차원 전자 가스형성을 통한 고속소자, 직접 천이형 밴드갭을 이용한 발광소자 및 고전압 소자로써 활용 가능한 물질이다. 종래에는 Si(100) 및 Si(111) 기판 위에 GaN 박막 성장에 대한 연구가 주로 진행되었다. 하지만 대칭성과 격자 불일치도 등 결정학적 특성을 고려할 때 Si(100) 기판 위에 고품질의 GaN 박막을 성장시키는 것은 쉽지 않다. Si(111) 기판은 실리콘 소자 직접화 공정에 적합하지 못한 단점을 가지고 있다. 반면, 최근 Si(110) 기판 위에서 비등방적 변형 제어를 통한 고품질 GaN 박막 성장이 보고 되어 실리콘 집적 소자와 결합한 고전압 소자 및 고속소자 구현에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 투과전자현미경 연구를 바탕으로 Si(110) 기판 위에 성장된 GaN의 미세구조에 관한 연구를 소개한다. 열팽창계수의 차이에 의한 GaN 박막 내 결함 생성을 줄이기 위하여 AlN 완충층이 사용되었다. GaN 박막을 암모니아 ($NH_3$) 유량이 다른 조건에서 성장시킴으로써 GaN 박막 미세구조의 암모니아 유량 의존성에 관한 연구를 진행하였다. GaN 박막에서 투과전자현미경 연구와 X-ray 회절 연구를 통하여 결함 거동 및 결정성을 확인하였다. $NH_3$ 유랑이 증가함에 따라 GaN의 성장 거동이 3차원에서 2차원으로 변화됨을 관찰하였다. 또한, 전위밀도의 증가도 확인되었다. $NH_3$ 유량이 낮은 경우 GaN 전위는 AlN와 GaN 경계에 주로 위치하고 GaN 표면 근처에는 전위밀도가 감소하였으나, $NH_3$ 유량이 높을 경우 GaN 박막 표면까지 전위가 관통됨을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.1-10
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• 2014

본 논문은 MPI를 이용하여 LiDAR 데이터를 처리하는 방식에서 각 코어간의 통신을 최소화하고 작업량 발란싱을 위해 격자크기를 다양하게 하여 LiDAR 데이터의 보간 처리 성능을 향상시키는 기법을 제안한다. 항공기 등을 통해 얻어진 LiDAR 데이터는 3차원 공간정보로서 정밀한 관측 성능과 거리 정보를 포함하여 지리정보, 기상관측 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 하지만 필요보다 높은 해상도의 데이터를 사용하거나, 비지표정보를 포함하는 경우를 위해 획득된 LiDAR 데이터를 필터링 하여 사용하게 되며, 필터링된 데이터를 사용하기 위해서는 주변을 탐색할 수 있는 자료구조를 이용해서 보간법을 수행하여야만 데이터가 재구성된다. 데이터의 규모에 비례하여 처리시간도 증가하기 때문에 이를 해결하기 위해 MPI를 이용한 고성능 병렬 처리 방식 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존에 병렬 처리를 사용한 기존의 방식은 각 노드에 할당된 데이터의 밀도가 달라 성능 저하가 생길 수 있으며, 경계값 불일치를 해결하기 위해 노드간의 통신이 많아지는 단점을 가진다. 제안한 방법의 효과를 검증하기 위해 기존 연구에서 제안된 방식들과 처리 성능을 비교하였으며, 데이터에 따라 최대 4.2배의 실행시간 단축되는 것을 확인하였다.