• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.35 no.2
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• pp.41-48
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• 2023

In this study, simplified linear numerical method that can simulate wave generation and transformation by a moving bottom is introduced. Numerical analysis is conducted in wave number domain after continuity equation, linear dynamic and kinematic free surface boundary conditions and linear kinematic bottom boundary condition are Fourier transformed, and the results are expressed in space domain by an inverse Fourier transform. In the wavenumber domain, the dynamic free water surface boundary condition and the kinematic free water surface boundary condition are numerically calculated, and the velocity potential in the mean water level (z = 0) satisfies the continuity equation and the kinematic bottom boundary condition. Wave generation and transformation are investigated when the triangular and rectangular shape of bottoms move periodically. The results of the simplified numerical method are compared with the results of previous analytical solutions and agree well with them. Stability of numerical results according to the calculation time interval (Δt) and the calculation wave number interval (Δk) was also investigated. It was found that the numerical results were appropriate when Δt ≤ T(period)/1000 and Δk ≤ π/100.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.26 no.2
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• pp.33-43
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• 2010

Geothermal energy is gaining wide attention as a highly efficient renewable energy and being increasingly used for heating/cooling systems of buildings. The standing column well (SCW) is especially efficient, cost-effective, and suitable for Korean geological and hydrological conditions. However, a numerical model that simulates the SCW has not yet been developed and applied in Korea. This paper describes the development of the SCW numerical model using a finite-volume analysis program. The model, through hydro-thermal coupled analyses, simulates heat transfer through advection, convection, and conduction. The accuracy of the model was verified through comparisons with field data measured at SCWs in the U.S. and Korea. Comparisons indicated that the SCW numerical model can closely predict the performance of a SCW. The numerical model was used to perform a comprehensive parametric study in the companion paper.

• Computational Structural Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.133-139
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• 1996

In this paper, an approximate method is developed to obtain the natural frequencies of the out of plane vibration of circular curved beams. The governing differential equations are derived using the dynamic equilibrium equations with the Timoshenko theory, and solved numerically. The Runge-Kutta method and Regula-Falsi method are used to integrate the differential equations and to determine the natural frequencies, respectively. In numerical examples, the hinged-hinged and clamped-clamped end constraints are considered. For each case, the four lowest natural frequencies are reported as functions of four non-dimensional system parameters.

• Journal of the KSME
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• v.23 no.3
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• pp.200-206
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• 1983

FAM의 기본적인 구상은 해석 하고자하는 선형 또는 비선형 편미분 방정식을 국부적으로 해석 적인 해를 구하여 이용하자는 것이다. 그러기 위하여 유한차분법(FDM)과 유한변분법(FEM)에 서와 같이 전체유동장을 작은 요소로 나누고 그 요소 내에서 국부해를 구한 다음 이들 요소를 중첩시킴으로써 각 요소의 미지수에 대한 대수식을 얻어서 수치해를 구하자는 것이다. 그러나 FDM에서와 같이 국부요소에서 미분항을 구하지 않고, FEM 에서와 같이 요소에서 형상함수를 도입하지 않는 상태에서 해석적인 해를 구하고 있기 때문에 수치해석에서 얻어지는 미분양들은 비교적 정확하게 구해진다. 따라서 Navier-Stokes 방정식이나 에너지 방정식에서 최고차항이 작은 파라메타, 즉 레이놀즈수나 피크리수의 역수로 곱하여서 있는 경우에도 안정된 해를 구할 수 있다고 알려져 있다. 요소자체의 계수를 구하는 데는 계산시간이 많이 소요되지만 수치해석 상의 안정성이나 수렴성이 좋기 때문에 전체계산시간은 오히려 적게 걸리는 경우도 있다고 한다.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 1990.04a
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• pp.96-101
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• 1990

본 논문은 반복하중에 의한 콘크리트 부재거동에 대한 수학적인 해석방법에 관한 것으로서 철근콘크리트 부재의 Hysteretic 거동의 주요한 현상들인 강성저하, 강도저하 그리고 전단영향 등의 수치해석 Model을 소개하였다. 그리고 본 해석 Model의 정확성 및 사용성 등을 평가하기 위하여 R.C.콘크리트 부재에 대한 수치 해석 예제를 제시하였다.

• 전기의세계
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• v.45 no.12
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• pp.12-19
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• 1996

본고에서는 전기기기의 해석 및 설계에 필요한 여러 기술들을 간략히 소개하고자 한다. 설계의 초기 단계에서 시스템의 전체적인 기본 특성 파악에 주로 사용되는 자기 등가회로에 의한 방법과 이산화된 모델에 수치 해석적 원리를 적용하여 보다 정확하고 국부적인 특성을 파악하는데 사용되는 수치 해석 방법을 중심으로 설명하고자 한다. 그리고, 위의 방법들로 해석, 설계된 연구 결과 및 동향과 앞으로의 전개 방향에 대해서도 고찰하고자 한다. 소개되는 연구 결과는 여러 가지 전기기기 중에서도 주로 메카트로닉스 분야에서 사용되는 영구자석 전동기와 유도기 및 영구자석 lifting 시스템 등을 중심으로 서술하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.419-423
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• 2005

2차원 하천흐름. 유사이동, 오염확산 해석을 위해서는 유한요소법(FEM) 등을 활용한 수치해석 모델이 사용되며, 이 때 모델링을 위해서 모의영역은 2차원의 요소망으로 구성하게 된다. 기존 국내 연구에서는 이러한 2차원 요소망 생성 및 수치해석을 위해 SMS 및 CCHE2D와 같은 외국의 상용 프로그램을 이용하였으나, "수자원의 지속적 확보기술개발 사업"의 일환으로 수행중인 "RAMS(River Analysis and Modeling System) 개발" 과제를 통해 순수 국산 2차원 수리해석 소프트웨어가 개발 중에 있다. 본 연구에서는 RAMS를 비롯한 기타 수리해석 모델에서 사용 가능한 2차원 범용 요소망 생성 프로그램을 개발하고자 다양한 요소망 생성 기법 및 국외 상용 2차원 수리해석 모델 프로그램에서의 메쉬 생성방법 등을 분석하여 프로토타입 메쉬 생성기를 개발하였다. 현재 개발 중인 요소망 생성 프로그램은 요소망 생성을 위한 기본 기능 외에도 생성된 요소망 데이터를 RAMS에 포함되어 있는 다양한 2차원 유한요소 모형의 입력자료 형태로 변환함으로써 수리해석에 적용가능하다. 이러한 범용 2차원 요소망 생성 프로그램의 개발은 안정적인 수치해석의 기반을 제공하고 다양한 하천흐름, 유사, 수질 해석 모델과 연계함으로써 하천의 수리학적인 거동을 보다 정확히 모의할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1989.07a
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• pp.163-172
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• 1989

강우로 인한 급경사면의 흐름 해석은 지배방정식인 연속방정식과 운동량 방정식에 의해 수치적으로 해석된다. 이에대한 해석 방법에는 수문학적인 방법과 수리학적인 방법이 있는데, 본 연구에서는 세인트 베난트 방정식을 초기 및 경계조건에 맞게 푸는 수리학적인 방법을 이용하였고, 일반적인 완경사면에서 그 영향이 작아 무시되었던 경사의 영향을 고려한다. 수치해석 과정은 지배방정식에 무차원 매개변수를 도입하여 6점 음해법을 이용하여 해석하였다. 수치실험은 마닝(Manning)의 조도계수 n을 변화시키면서, 각각 검사에서 강우에 의한 평형상태에 도달한 이후의 수심과 유량, kinematic flow 수, 후르드 수, 평형상태 도달시간등 변수 상호간의 관계를 고찰하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.7
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• pp.721-730
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• 2012

The present paper presents a numerical study on multiphase flows induced by wall adhesion. The continuum surface force (CSF) model with the wall adhesion boundary condition model is used for calculating the surface tension force; this model is implemented in an in-house solution code (PowerCFD). The present method (code) employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with a volume capturing method (CICSAM) in a volume of fluid (VOF) scheme for phase interface capturing. The effects of wall adhesion are then numerically simulated by using the present method for a shallow pool of water located at the bottom of a cylindrical tank with no external forces such as gravity. Two different cases are computed, one in which the water wets the wall and one in which the water does not wet the wall. It is found that the present method efficiently simulates the surface tension-dominant multiphase flows induced by wall adhesion.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.332-332
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• 2016

수공구조물 설계시 hardware와 software의 발달로 수리계산과 수치해석의 오차율이 감소함에 따라 수치해석을 이용하는 빈도가 높아지고, 신뢰도가 향상되고 있는 추세에 있다. 그러나 댐 설계에 있어 수위별 방유량 관계 검토시 수치해석값은 각 수위에 해당하는 몇 개의 유량값을 대응시켜 경향만 비교하고 수리계산 결과를 설계에 반영해 왔다. 이러한 방법은 여수로 주변에 인접구조물이 없고, 여수로 각 수문별 균등한 유량이 방류될 경우 문제가 되지 않지만, 여수로 직상류 지형에 만곡부나 지형적 특성이 여수로 방류에 영향을 미치거나, 취수탑 등 여수로에 인접한 수리구조물이 설치되어 접근수로에서 복잡한 유동을 형성하는 경우 각 문비마다 방류량의 분배율은 달라질 수밖에 없고, 수리계산 결과를 일괄 반영하기에는 오차가 증가할 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 댐 운영시 중요한 인자 중 하나인 수위-방류량 관계에 대하여 수치모형을 이용한 정밀한 분석을 통하여 댐 여수로 운영시 오차율을 저감시키고, 적용성을 향상시키는 방안을 검토하였다. 첫째, 수위별 방류량 관계 검토시 여수로 상류에서 일정한 시간에 따라 선형적으로 수위가 증가하도록 경계조건을 설정한 후 3차원 수치해석 모형의 Output data를 단위시간에 따라 수위와 방류량이 산정되도록 하고, 기존 검토 방식대로 각 수위별 모형을 steady 상태로 수행하여 비교분석하였다. 수리계산과 기존 방식, 본 연구에서 제시한 방법에 대한 오차율 검토 결과 오차는 3 % 이내로 검토되었다. 둘째, 수치해석을 이용하여 수위별 방류량 산정시 접근유속에 대한 영향을 받게 되므로 수리계산시 에너지 경사를 이용하여 수위값을 반영하지만, 수치해석을 이용하여 수위별 방류량 산정시 경계조건을 부여한 수위값을 반영하거나, 임의의 지점에서의 수위값을 반영하는 경우 등 일괄적이지 않은 수위값을 반영하여 오차율이 증가하는 경향이 있다. 따라서, 본 연구에서는 여수로 지점별 전수두를 측정하여 방류량 값을 산정하여 비교하였다.