• Title/Summary/Keyword: 수반변수법

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Process Optimal Design in Steady-State Metal Forming by Finite Finite Element Method-I Theoretical Considerations (유한요소법을 이용한 정상상태의 소성가공 공정의 최적설계-I - 이론적 고찰)

  • 전만수;황상무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.3
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    • pp.443-452
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    • 1992
  • 본 연구에서는 소성가공 공정의 최적설계를 위한 새로운 접근 방법이 소개 된다.이방법은 소성가공 공정의 유한요소해석 기술과 기계시스템의 최적설계 기술 에 바탕을 두고 있다. 벌칙 강소성유한요소법, 정상 상태의 소성가공 공정(steady -state metal forming process)을 위한 최적설계 문제의 수식화, 설계민감도의 해석 방법, 설계민감도의 정확성에 관한 고찰, 구배투영법(gradient projection emthod)등 이 본 논문에서 상세하게 소개된다.

DEVELOPMENT OF A PRECONDITIONED ADJOINT METHOD FOR ALL-SPEED FLOW ANALYSES OF QUASI ONE-DIMENSIONAL EULER EQUATIONS (준 일차원 Euler 방정식의 전속도 유동해석을 위한 예조건화 수반변수 기법의 개발)

  • Lee, H.R.;Lee, S.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.20 no.3
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    • pp.27-34
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    • 2015
  • In this study, preconditioned adjoint equations for the quasi one-dimensional Euler equations are developed, and their computational benefit at all speed is assessed numerically. The preconditioned adjoint equations are derived without any assumptions on the preconditioning matrix. The dissipation for Roe type numerical flux is also suggested to scale the dissipation term properly at low Mach numbers as well as at high Mach numbers. The new preconditioned method is validated against analytical solutions. The convergence characteristics over wide range of Mach numbers is evaluated. Finally, several inverse designs for the nozzle are conducted and the applicability of the method is demonstrated.

Optimal layout of tidal current turbine array in open channel flow (개수로 흐름에서 조류 터빈의 최적 배열)

  • Han, Jisu;Jung, Jaeyoung;Hwan, Hwang Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.433-433
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    • 2021
  • 본 연구는 개수로 흐름에서 조류발전단지의 터빈 최적 배열의 거시적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 천수방정식을 통해 직사각형 개수로의 흐름장을 해석하였고, 상류와 하류단에 대해 각각 유입경계조건(inlet boundary condition)과 Flather 형식의 개방경계조건(open boundary condition)을 부여하여 일정 유량으로 흐르는 개수로 흐름을 구현하였다. 더불어, Strickler의 법칙을 확장한 반력공식을 연계하여, 개수로 흐름에 대한 조류 터빈의 영향을 반영하였다. 주어진 상류의 흐름 조건에 대해 조류발전량을 최대로 하는 최적 배열을 구하기 위해 터빈 반력모형을 연계한 천수방정식, 터빈간 최소간격, 그리고 발전단지영역을 제한조건으로 하는 발전량 최대화 문제를 구성하였다. 여기서 조류 터빈의 위치를 나타내는 벡터를 설계변수로 두었는데, 설계되는 터빈의 수가 증가함에 따라 최적화 문제의 계산량이 증가하지 않도록 수반법(adjoint method)을 경사도기반법(gradient-based method)에 연계한 방법이 이용되었다. 다수의 터빈초기배치로 상당한 수치실험이 수행되었고, 발전량 최대화를 이루도록 최적화된 터빈의 배치들이 큰 규모에서 고유한 형상으로 수렴함을 확인하였다. 이러한 특성은 발전단지의 너비와 터빈의 최소간격의 함수로 정의된 무차원수 E를 바탕으로 설명되었다. 구체적으로, E가 1보다 작을 때에는 선형배열이 최적배열로 나타났고, E가 1을 넘어 점차 커짐에 따라 하류에 오목한 형상을 보이다가 V-형태로 발전하는 양상을 보였다. 또한, 어느 임계 수 이상의 터빈이 배치되는 경우 일열 배열을 유지하지 못하고 이열 배열로 분리됨이 관찰되었다.

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A Study on the Stochastic Sensitivity in Structural Dynamics (구조물의 동적 응답에 대한 확률 민감도 해석에 관한 연구)

  • 최찬문
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.32 no.2
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    • pp.177-190
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    • 1996
  • 구조물의 동적 응답 해석 문제에 대해서, 확률 유한요소법을 논의코자, 기조의 유한요소 해석법에 수반 변수법(adjoint variable approach)과 2차 섭동법(second order perturbation method)을 적용한다. 동적 민감도의 시간 응답을 고려하기 위해서 모든 시간에 대해서 갖는 구속 조건의 범함수 형태를 취하고, 시간 적분에 있어서 중첩법(fold superposition technique)에 근거를 둔 수치 해석이 훨씬 더 효과적임을 보인다. 본 논문의 확률 유한요소 해석법은 기존의 유한요소 해석법은 기존의 유한요소 코드에 맞추어 쉽게 적용할 수 있는 이점이 있음을 보이며, 이의 검정을 위해서, 2차원과 3차원 프레임 구조물에 대한 수치 해석을 하고 그 결과를 검토해 보았다.

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Application of Inference Models for Estimating Parameters of a Catchment Modelling System (추론모델을 통한 강우-유출모형 매개변수의 간접추정법 적용)

  • Choi, Kyung-Sook
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.36 no.4
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    • pp.587-596
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    • 2003
  • Application of a catchment modelling system requires recorded information to ascertain the reliability and robustness of the predicted flow conditions. Where this recorded information is not available, the necessary information for reliable and robust predictions must be obtained from other available information sources. The alternative approach presented in this paper used inference models for getting this necessary information that is required to calibrate and validate the catchment modelling system for both an ungauged and a gauged catchments. In this study, inference models were developed for determination of control parameters of the Storm Water Management Model (SWMM), mainly based on landuse component of the catchment, which is a major factor to impact on quantity and quality of catchment runoff. Results from the study show that the new approach for determination of the spatially variable control parameters produced more accurate estimates than a traditional approach. Also, the number of control parameters estimated can be reduced significantly as the proposed method only requires determination of control parameters associated with each land use of the catchment while a traditional approach needs to assign a number of control parameters for a number of subcatchment.

Formulations of Sensitivity Analyses for Topological Optimum Modelings (위상학적 최적구조 모델링을 위한 민감도해석의 공식화)

  • Lee, Dong-Kyu;Shin, Soo-Mi
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.12 no.6
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    • pp.241-248
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    • 2008
  • The objective of sensitivity analyses is to identify critical variables of structural models and how their variability impacts mechanical response results. The sensitivity analyses have been used as significant basis data for practical applications of measuring and reinforcing fragile building structures. This study presents several sensitivity analysis methods for topological optimum designs of linear elastostatic structural systems. Numerical examples for structural analyses and topological optimum modeling demonstrate the reliability of sensitivities formulated in the present study.

램 가속기 성능 향상을 위한 예 혼합기 조성비 최적화에 관한 연구

  • 전용희;이재우;변영환
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.15-15
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    • 1999
  • 램 가속기에 대한 연구는 램 가속기의 작동 조건이 고온, 고압, 초고속이라는 점과 가속기 내부에서 급격한 화학반응이 수반된다는 특성으로 인하여 실험과 해석상의 상당한 어려움이 존재한다. 램 가속기는 작동 모드에 따라 탄체 후방의 열적 질식 조건을 이용한 열적 질식 모드(Thermally Choked Mode)와 탄체 표면에 형성되는 데토네이션파를 이용한 초폭굉모드(Superdetonative Mode)로 나뉘어진다. 본 연구는 초폭굉 모드로 작동하는 램 가속기의 작동 성능 향상을 위한 방법으로 수치 최적화 기법을 이용한 램 가속기 내부 예 혼합기의 조성비 최적화를 수행하였다. 설계 변수로는 수소와 질소의 조성비를 선정하였으며, 최적 설계 목표는 일정한 질량과 형상을 갖는 탄체를 초기속도 2500m/s에서 3000m/s로 가속시키기 위하여 필요한 최소 램 가속관의 길이로 정하였다. 본 연구에서는 구베법에 기반한 Simplex 방법 및 SLP(Sequential Linear Programming)등의 수치 최적화 기법을 적용하였고, 가속기 내부의 유동장은 해석의 효율성을 고려하여 이차원 비점성 유동으로 가정하였고, 비평형 화학반응 해석을 수행하였다.

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An Experimental Study of KTP Crystal Growing by TSSG Method (TSSG 법에 의한 KTP 단결정 성장의 실험적 연구)

  • 김형천;윤경구
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.4 no.1
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    • pp.42-48
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    • 1993
  • KTP(KTiOPO4) single crystals were grown by the TSSG(top seeded solution growth) method using the Ksp401s flux. A heat-pipe based growing furnace was used, and the temperature stability and the homogenity of the growing solution in the platinum crucible were within the level of It 0.5℃ and ±0.9℃, respectively. The effects of some operating variables such as operating temperature range, initial cooling rate, forced stirring, reuse of the flux were investigated. As the initial cooling rate was decreased to the degree of 0.1℃/hr and some proper stirring effect by the crystal rotation was introduced to the present experimental condition, bigger and better crystals without inclusion grew. A single crystal with the maximum sixte of 44 ×39 ×17mm3 was obtained and showed the SHG conversion efficiency of 21.39) even without the anti-refilection coating.

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Re-evaluating the complementary relationship for estimating evapotranspiration considering altitudinal effect in Jeju Island (제주도 고도 영향을 고려한 증발산 보완관계 재평가)

  • Kim, Chul-Gyum;Kim, Nam-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.458-458
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    • 2017
  • 증발산은 지표면으로부터의 증발이나 식물에 의한 증산에 의해 유역으로부터 물이 제거되는 주요 기작으로서, 유역 물수지 관점에서 보았을 때 강수량과 증발산량의 차이로부터 유출이나 함양되는 양을 추정할 수 있다. 제주도의 경우에는 수자원 이용량의 약 84%를 지하수에 의존하고 있으며, 한편으로 제주도의 지질학적 특성으로 인해 일정 규모 이하의 강수량은 지표유출이나 중간유출의 과정없이 대부분 지하로 침투되기 때문에, 증발산량을 정확하게 파악하는 것이 지하수 함양량의 추정과 제주도 전체 수자원 계획에 큰 영향을 주게 된다. 정확한 증발산량 파악을 위해서는 지속적인 관측과 전문적인 계측장비 등에 의한 직접적인 방법이 있으나 광범위한 유역 단위의 관측값을 확보하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에, 물수지법, 열수지법, 공기역학적방법 및 조합방법 등의 간접적인 방법이 많이 활용되고 있다. 간접적인 방법으로 많이 활용되고 있는 Penman-Monteith 법은 일 단위 기반의 정확도 높은 증발산량을 추정할 수 있는 장점이 있으나, 작물생육단계 및 토양수분, 기상 등 많은 변수들에 대한 입력을 요구하고 있기 때문에 복잡한 모델링 과정을 수반하게 되는 단점을 내포하고 있다. 반면, Morton (1978)의 CRAE (Complementary Relationship Areal Evapotranspiration)나 Priestly and Taylor (1973)의 AA (Advection-Aridity)와 같이 잠재증발산량과 실제증발산량간의 보완관계를 이용하는 방법은 지역적인 인자 또는 가용 수분에 대한 조건없이 몇 가지 기상자료만으로 유역의 증발산량을 산정할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 제주도 지역의 4개 하천유역(한천, 천미천, 강정천, 외도천)을 대상으로, Penman-Monteith 법을 적용한 SWAT 모델링를 통해 얻어진 유역의 실제증발산량과 잠재증발산량으로부터, 고도에 따른 기상특성을 반영하여 증발산 보완관계를 검토하였다.

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Progressive Damage Modeling of Inter and Intra Laminar Damages in Open Hole Tensile Composite Laminates (오픈 홀 인장 복합 재료 적층판에서 층간 및 내부 손상에 대한 점진적 손상 모델링)

  • Khalid, Salman;Kim, Heung Soo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.32 no.4
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    • pp.233-240
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    • 2019
  • Open-hole tensile tests are usually performed to measure the tensile strengths of composites as they are an essential parameter for designing composite structures. However, correctly modeling the tensile test is extremely challenging as it involves various damages such as fiber and matrix damage, delamination, and debonding damage between the fiber and matrix. Therefore, a progressive damage model was developed in this study to estimate the in-plane failure and delamination between the fiber and matrix. The Hashin damage model and cohesive zone approach were used to model ply and delamination failures. The results of the present model were compared with previously published experimental and numerical findings. It was observed that neglecting delamination during finite element analysis led to overestimation of tensile strength.