• Title/Summary/Keyword: 수치기법

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Numerical Analysis of Two-dimenstional Flow in Curvilinear Coordinate System (곡선좌표계에서의 2차원 흐름의 수치해석)

  • Kim, Hyung-Jun;Cho, Yong-Sik;Kim, Su-Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.402-407
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    • 2006
  • 본 연구는 곡선좌표계에서 유한차분기법(finite difference method)을 이용하여 2차원 흐름이 모의가능한 수치모형을 개발하는 것이다. 기존의 연구는 대부분 직교좌표계(cartesian coordinate system)에서의 격자망을 대상으로 개발되고 적용되었기 때문에 불규칙한 흐름의 경계 및 형상을 올바로 표현하기 어려웠다. 유한요소법이나 유한체적법같은 수치모의기법들이 개발되어 비구조격자체계를 구성하고 자연현상에 가까운 경계 표현할 수 있도록 개발되었다. 하지만 위의 기법들은 질량과 운동량과 같은 물리량을 보존하기 위해서 매우 조밀한 격자체계를 가져야만 한다. 이에 본 연구에서는 기존의 문제점들을 해결하기 위하여 곡선좌표계(curvilinear coordinate system)를 이용하여 지배방정식을 표현하고 2차원 흐름을 모의할 수 있는 모형을 구축한다. 수치모형은 leap-frog기법과 1차 정확도의 풍상차분기법(upwind scheme)을 사용하여 구성하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 사각수조 및 만곡수로흐름에 적용하여 모의결과를 해석해 및 실험관측값과 비교하였다. 이로부터 본 수치모형이 해석해 및 실측치와 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

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Hybrid numerical scheme for transient mixed flow in pipe (관망내 안정적인 흐름해석을 위한 수치기법)

  • An, Hyunuk;Lee, Seungsoo;Kim, Yeonsu;Noh, Joonwo;Kim, Sunghoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.293-293
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    • 2018
  • 관망내 흐름의 수치 모델링은 도시 침수 분석, 하수도 관의 손상 탐지 또는 하수도 시스템 설계와 같은 넓은 분야에 적용되는 매우 중요한 문제 중 하나이다. 관망내 흐름상태는 자유수표면이 존재하는 개수로 흐름과 자유수표면이 관내에 존재하지 않는 관수로 흐름, 그리고 개수로 흐름과 관수로 흐름의 경계지점에 혼합흐름상태가 존재한다. 개수로 흐름과 관수로 흐름의 해석을 위해서는 일반적으로 다른 지배방정식의 적용이 필요하며 이는 관망내 흐름해석을 어렵게 만드는 원인 중 하나가 된다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서 관망의 흐름해석에는 일반적으로 Preissmann slot 모델이 널리 사용되고 있다. 그러나 그럼에도 불구하고, Preissmann slot 모델의 수치해석 시 수치진동으로 인한 수치적 불안정이 발생하기 쉬우며, 특히 개수로 흐름에서 관수로 흐름으로 넘어가는 혼합흐름상태에서 이러한 수치진동이 쉽게 발생하는 것으로 알려져 있다. 이러한 수치진동은 수치적 불안정성을 유발할 뿐만 아니라, 해의 정확성을 크게 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 Preissmann slot 모델의 새로운 수치기법을 제안하였다. Approximate Reimann flux solver와 Centred flux solver를 결합하여 하이브리드 해석기법을 개발하였다. 수지진동 발생하기 쉬운 실험들의 모의를 통하여 수치기법의 성능을 검증하였다.

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Elevation Acquisition of Cadastral Map using Interpolation of DEM of Digital Map (수치지도 DEM 보간기법에 따른 지적도면 표고획득)

  • Kim Kam-Rae;Ahn Byung-Gu;Lah Yong-Hwa
    • Proceedings of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry, and Cartography Conference
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    • 2006.04a
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    • pp.547-550
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    • 2006
  • 본 연구는 지적도면의 효율적인 3차원 위치정보를 구축하기 위하여 수치지도로부터 표고자료를 추출한 후 Kriging, TIN, IDW 보간기법을 적용하여 보간기법별 수치표고모델을 제작하였다. 구축된 수치표고모델를 이용하여 각각의 수치정사영상을 생성하고 수치지적도면과의 중첩 기법을 적용하여 평면위치(x, y)는 연속지적도 상에서 획득하고 높이값(z)은 수치정사영상상에서 획득 지적도면의 3차원 좌표를 구축하였다. 수치지도 DEM을 활용한 지적도면의 3차원 위치정보 구축을 위한 효율적이고 경제적인 방안을 제시하였다.

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Modified Dispersion-Correction Scheme on Variable Depth for Simulating Tsunami Propagation (수심변화를 고려한 지진해일 전파 모의 수정기법)

  • Ha, Tae-Min;Kim, Joo-Young;Lee, Jong-Kyu;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2010.02a
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    • pp.65.2-65.2
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    • 2010
  • 본 연구에서는 수심이 변화하는 지형에서 지진해일 전파를 수치모의하기 위해 기존의 분산보정기법을 개선하였다. 이를 위해 바닥경사를 고려한 지배방정식을 유도하고 기존의 분산보정기법에 새로운 항을 도입하여 수정기법을 제안하고 적용성을 검토해보았다. 수치모의 결과 새로운 수정기법이 기존의 분산보정기법에 비해 수심이 변화하는 지형에서 분산을 좀 더 정확하게 고려할 수 있는 것으로 나타났다.

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A Finite Difference Model for Tsunami Propagation (지진해일 전파 모의를 위한 유한차분모형)

  • Ahn, Seong-Ho;Ha, Tae-Min;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2010.02a
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    • pp.107.2-107.2
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    • 2010
  • 본 연구에서는 지진해일의 전파 과정을 모의함에 있어 선형 천수방정식의 수치분산을 이용하는 기법이 아닌 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분하는 유한차분기법을 제안하였다. 기법의 정확성을 검증하기 위하여 Gauss 분포의 초기 자유수면변위를 갖는 문제에 착용하여 선형 Boussinesq 방정식의 해석해와 비교하였다. 그 결과 기존의 선형 천수방정식을 차분화한 수치모형에 비하여 정확한 결과를 제공하였고 분산보정기법을 이용한 수치모형과 동일한 정확도를 보였으나 본 수치모형을 이용했을 때 계산 효율이 개선되었다.

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Comparison of PCGM Algorithms for Mild Slope Equation (완경사 파랑식에 대한 PCGM 연산방식 비교)

  • 서승남
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.6 no.2
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    • pp.186-195
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    • 1994
  • In order to make an accurate and fast numerical method based on Preconditioned Conjugate Gradient Method(PCGM), several methods are presented including the exising method such as Bayliss or at. (1983) or Panchang et al. (1991). The results of the methods are compared with the analytical linear solution of plane waves over a constant depth. After advantages and disadvanteges of the methods are discussed. both accuracy and convergence of them are analyzed. The method developed in the paper is proved. by means of tests. to be the best method to solve the mild slope equation numerically.

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Eulerian-Lagrangian Split-Operator Method for the Longitudinal Dispersion Equation (종확산 방정식에 대한 Eulerian-Lagrangian 연산자 분리방법)

  • Jun, Kyung Soo;Lee, Kil Seong
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.1
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    • pp.131-141
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    • 1994
  • Three characteristics-based split-operator methods were applied to a longitudinal pollutant dispersion problem, and the results were compared with those of several Eulerian schemes. The split-operator methods consisted of generalized upwind, two-point fourth-order and sixth-order Holly-Preissmann schemes, respectively, for the advection calculation, and the Crank-Nicholson scheme for the diffusion calculation. Compared with the Eulerian schemes tested, split-operator methods using the Holly-Preissmann schemes gave much more accurate computational results. Eulerian schemes using centered difference approximations for the advection term resulted in numerical oscillations, and those using backward difference resulted in numerical diffusion, both of which were more severe for smaller value of the longitudinal dispersion coefficient.

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Improvement of a wetting and drying scheme for KU-RLMS model (KU-RLMS 모형의 잠김-드러남 기법 개선)

  • Lee, Nam-Joo;Lee, Hae-Gyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.711-711
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    • 2012
  • 이 연구에서는 수심적분된 이차원 비정상 수치모형인 KU-RLMS 모형의 잠김/드러남 기법을 개선하고, 기존의 WAD 기법과 새로 도입한 기법의 정확도 평가를 수행하였다. 기존의 WAD 기법은 수학적으로는 다소 불완전하지만 수치적으로는 손쉬운 방법으로써, 각 시간 단계에서 잠긴 격자 또는 드러난 격자를 시험하고, 각 격자의 경계에서 플럭스에 대한 개폐 조건을 적용하는 방법을 사용하였다. 개선된 기법은 WAD 경계에서의 질량보존을 고려하는 방법이다. 두 가지 잠김/드러남 처리 과정의 정확도 비교는 포물형 수조에 대한 해석해와 수치모형의 결과를 비교하는 방법을 사용하였다. 기존에 WAD 기법은 수치해와 해석해의 위상차가 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 진폭은 조금씩 감소하는 현상이 나타났지만, 개선된 기법을 사용할 경우 위상차와 진폭감소 현상이 현저히 개선됨을 확인할 수 있었다.

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Numerical anslysis of Transcritical Flow in Open Channels Using High-Resolution scheme I. : Model Development (고정확도 수치기법을 이용한 하천 천이류 해석 I. : 모형 개발)

  • Kim, Won;Han, Kun-Yeun
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.34 no.1
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    • pp.45-55
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    • 2001
  • Transcritical flow is a term intended to denote the existence of both supercritical and subcritical flows within a computational domain. The major problems that need to be addressed while modeling transcritical flows include handling the differing features of signal propagation in subcritical and supercritical flow regions and maintaining conservation. The present study proposes the implicit ENO method as a high-resolution scheme for transcritical flow. This implicit ENO scheme is based on the ENO method, a new class of uniformly high-order-accurate essentially non-oscillatory implicit scheme, which has the advantage of unconditional stability. The implicit ENO scheme has not been used for the transcritical flow in open channel until now. As a result of application to the hypothetical dam-break flow, the implicit ENO scheme was ploved to produce accurate results with good robustness even though in the case of verb strong shock wave.

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Proposal of the Building Outline Simplification Algorithm Considering the Building up of the digital map (수치지도 작성을 고려한 건물외곽선 단순화기법 제안)

  • Park, Woo-Jin;Park, Seung-Yong;Jo, Seong-Hwan;Yu, Ki-Yun
    • Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
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    • 2008.10a
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    • pp.264-265
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    • 2008
  • 본 연구에서는 건물공사에 사용되는 CAD 도면자료를 공간데이터로 변환하기 위한 과정의 일환으로 수치지도 작성내규에 근거한 선형단순화 기법을 제안하였다. 이 기법은 외곽선의 절점들이 수치지도 작성내규의 곡선데이터 점간거리 규정에 만족할 때까지 반복적으로 절점의 구간을 늘려나가는 방식이다. 제안된 기법의 단순화효과를 비교하기 위하여 Douglas-Peucker 알고리듬 등 가장 흔히 사용되는 4개의 선형 단순화기법을 동일한 건물 외곽선에 적용하여 수치지도작성 내규 만족도, 절점수, 선길이, 면적에 대해 비교, 분석하였다. 분석결과 제안된 알고리듬의 경우 수치지도 내규 만족도 면에서 100%에 가까운 만족도를 보였으며 절점수를 효율적으로 줄이면서, 선길이, 면적의 측면에서도 다른 알고리듬들에 비해 거의 손실이 발생하지 않아 추후 건설도면의 변환에 유용하게 사용될 가능성이 높을 것으로 판단된다.

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