• 제목/요약/키워드: 수치적 근사

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주기하중을 받는 세장한 이중강판합성벽의 비선형해석 (Nonlinear Analysis of Slender Double Skin Composite Walls Subjected to Cyclic Loading)

  • 엄태성;박홍근
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.505-517
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    • 2008
  • 휨지배 거동을 나타내는 세장한 이중강판합성벽의 비탄성 거동을 예측하기 위하여 비선형 수치해석 모델이 연구되었다. 수치해석의 편리를 위하여, 제안된 모델은 비교적 단순한 모델을 가지고 비탄성 거동을 근사적으로 예측할 수 있는 거시적 모델로 개발되었다. 휨지배 거동을 나타내는 벽체에 대해서는 다중평행요소 모델이 사용되었으며, 깊은 연결보의 전단거동을 위하여 X형 대각요소 모델이 사용되었다. 각 요소의 주기거동을 예측하기 위하여 콘크리트 및 강판 요소에 대한 간략화된 일축의 주기모델을 제안하였다. 제안된 해석모델은 1자형 및 T형 단일벽과 병렬벽에 적용하였으며, 그 결과는 기존의 실험결과와 비교되었다.

초고속 패널 플러터 연구를 위한 분포 공기력의 집중하중 근사화 (Approximation of Distributed Aerodynamic Force to a Few Concentrated Forces for Studying Supersonic Panel Flutter)

  • 디탈 카일라스;한재흥;이윤규
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.518-527
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    • 2016
  • 이 연구는 패널 플러터 시뮬레이션을 위한 집중 하중의 사용을 연구한다. 이러한 구상은 날개 구조의 아음속 플러터 연구에 대해서는 검증된 바 있으나 초음속 영역에서는 그렇지 못하다. 따라서, 4면 단순 지지 경계 조건의 패널에 공기력과 등가의 집중하중을 가하여 초음속 패널 플러터를 연구한다. 분포된 공기력은 수치 적분 계산을 통해 집중 하중들로 근사된다. 선형 패널 플러터에 대한 공탄성 방정식은 고전적인 small-deflection theory와 piston theory를 이용하여 세워지는 반면, 모방된 패널 플러터에서 플러터 방정식은 분포 공기력에 의한 압력을 집중 하중에 의한 압력으로 대체함으로써 유도된다. 최종적으로 플러터 주파수, 임계 동압, 그리고 그에 상응하는 모드형상이 모방된 패널 플러터에 대해 구해지고, 그 결과를 선형 패널 플러터로부터 얻은 결과와 비교하여 검증하였다. 또한 두 가지 중요한 파라미터인 집중 하중의 개수와 위치는 수치적 예제들과 최적화 과정을 통해 각각 논의되었다. 이 연구에서 얻어진 플러터 결과는 집중하중들을 이용하여 패널 플러터를 재현하는 가능성을 논의하는데 타당한 것으로 생각된다.

무요소 계산법의 발전과 전개 (Development of meshfree particle Methods)

  • 이진호
    • 한국수학사학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.49-66
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    • 2005
  • 유한요소법(Finite Element Methods)은 지난 수십 년 동안 다양한 공학문제를 해석하는 주요 수치해석기법으로서, 지속적으로 연구$\cdot$개발되어 오늘에 이르고 있다. 그러나, 유한요소법은 계산을 위하여 요소망을 구성해야 하고 일부의 문제에 대하여서는 요소망을 재구성하는 등 특별한 처리기법과 계산의 소요가 필요하다. 이와같은 단점을 극복하기 위하여 무요소법(Meshfree Methods)이라 불리우는 일단의 수치해석 기법들이 고안되었다. 무요소법은 요소를 사용하지 않고 절점(node)만을 이용하여 함수를 근사하는 수치해석기법이다. 본 논문에서는 무요소법이 고안된 배경과 그 연산구조를 소개하고 무요소법의 대표적인 방법들인 Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)방법, 무요소 갤러킨 방법(Meshfree Galerkin Methods) 그리고 무요소 선점법(Meshfree Point Collocation Methods)의 기본 개념과 이들 수치해석기법의 방법론을 알아본다. 그리고 이들 방법의 장단점과 그 적용 예를 통하여 무요소 계산법의 유효함을 보인다.

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5자유도 잔향 모델을 이용한 실내 잔향 필터 설계 (Design of Room Reverberation Filter by Using 5 DOF Reverberation Model)

  • 김소희;김양한
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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    • pp.227-230
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    • 1999
  • 잔향에 대한 인간의 주관적인 지각을 잔향기 설계에 객관적인 수치로써 반영하는 방법으로, 5 자유도 잔향 모델이 제안된 바 있다[1]. 5자유도 잔향 모델은 잔향에 대한 다섯 개의 객관적인 평가량들을 이용하여 시간에 따른 음 에너지 감쇠 곡선을 근사화한 것이다. 즉 5 자유도 잔향 모델을 이용하여 청취자가 원하는 특성을 갖는 잔향을 객관적으로 묘사할 수 있고, 이는 잔향을 합성할 때 잔향 필터의 설계 기준이 된다. 그러나 이 모델로부터 만들 수 있는 잔향 필터의 개수는 실로 무한하고, 그 중에는 인간이 듣기에 부자연스러운 합성음을 만들어 내는 경우도 있다. 즉 자연스러운 잔향을 만들기 위해서는 잔향 모델 외에도 부가적인 잔향 설계 기준이 필요하다. 시간, 주파수 영역에서 대표적인 특성을 갖는 몇 종류의 원음에 대한 청음실험을 통해, 필요한 잔향 설계 기준을 제시한다.

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양방향 분포 함수가 적용된 달의 3D 광학 모델

  • 유진희;김석환
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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    • pp.31.3-31.3
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    • 2011
  • 달의 양방향 분포 함수는 Hapke에 의하여 처음 이론적 모델이 만들어졌고, 이후 Foote에 의해 아폴로 11호의 달 토양 샘플 10084의 양방향 분포 함수가 측정된 바 있다. 이 연구에서는 실제 크기의 달의 표면에 Hapke의 양방향 분포 함수를 적용하여 광학 모델은 개발하였다. 달 표면의 산란특성 중 반 무한하고 매끄러운 지면에 적용되는 후방산란 효과와 산란각에 따른 위상 함수가 적용된 모델이 사용되었으며, 위상함수로는 Henyey-Greenstein 함수가 사용되었다. 달의 3D 모델에 사용된 매개 변수는 Foote가 측정한 Hapke의 변수를 따랐으며 달의 단일 산란 알베도는 w=0.33, 핫스팟의 넓이는 h=0.017, Legendre 다항 계수인 b와 c에는 각각 b=0.308, c=0.425의 값이 사용되었다. 구성된 달의 양방향 분포 함수를 이용한 통합적 광선 추적 수치 모사 결과, 달 반사광의 복사 휘도율은 1차 근사 해석적 방법을 이용한 계산 결과의 복사 휘도율과 측정 오차 범위 이내의 오차를 보였다.

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비압축성 나비어-스톡스 방정식의 완전 내재적 분리 방법 (Fully-Implicit Decoupling Method for Incompressible Navier-Stokes Equations)

  • 김경연;백승진;성형진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권10호
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    • pp.1317-1325
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    • 2000
  • A new efficient numerical method for computing three-dimensional, unsteady, incompressible flows is presented. To eliminate the restriction of CFL condition, a fully-implicit time advancement in which the Crank-Nicolson method is used for both the diffusion and convection terms, is adopted. Based on an approximate block LU decomposition method, the velocity -pressure decoupling is achieved. The additional decoupling of the intermediate velocity components in the convection term is made for the fully -implicit time advancement scheme. Since the iterative procedures for the momentum equations are not required, the velocity components decouplings bring forth the reduction of computational cost. The second-order accuracy in time of the present numerical algorithm is ascertained by computing decaying vortices. The present decoupling method is applied to minimal channel flow unit with DNS (Direct Numerical Simulation).

Implicit 이동최소제곱 차분법을 이용한 1차원 자유경계문제의 해석 (Analysis of 1-D Free boundary Problem Using Implicit Moving-Least-Squares Difference Method)

  • 윤영철
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.48-51
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    • 2010
  • 본 논문에서는 자유경계문제 해석을 위해 정확도가 향상된 implicit 이동최소제곱 차분법을 제시한다. 계면경계에 대한 implicit 정의로 인해 비선형 시스템이 구성되고, 매 해석단계마다 절점해와 계면경계의 위치를 반복계산을 통해 찾는다. 계면경계 결정시 속도항을 한 단계 뒤로 지연시켜 explicit하게 근사적으로 계산하던 기존 방법에 비해 계면경계의 위치를 더 정확하게 계산할 수 있고, 결과적으로 해의 정확도가 향상되었다. 계면경계 위치값이 비교적 빠른 속도로 수렴하기 때문에 많은 반복계산이 필요치 않다. 수치예제를 통해 기존의 방법으로 계산한 결과와 비교하여 새롭게 개발한 implicit 방법의 향상된 정확도를 보였다.

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한국종의 진동 특성에 관한 연구 I

  • 이장무;전성하;김석현;염영하
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.397-403
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    • 1989
  • 본 연구에서는 수치 시뮬레이션을 통하여 설계단계에서 종의 지배적인 진동모우드와 고유진동수를 예측하고 종래의 연구에서 다루었던 비대칭요소의 질량 효과뿐만 아니라 강성효과까지도 복합적으로 고려하여 실제종에 근사시켜 해석함으로 써 제작후 울림수교정에 직접적인 정보를 제공할 수 있도록 하였다.

댐 붕괴 흐름에 의한 옹벽의 잠김과 드러남에 대한 수치모의 (Numerical Simulation for Dam-break Flow with Wetting and Drying over Retaining Wall)

  • 황승용
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.277-277
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    • 2018
  • Hwang (2015)은 불연속 지형을 지나는 천수 흐름의 해석에서 흐름률을 정확하게 계산하기 위하여 계단에 의한 흐름 저항이 지배적인 계단 전면과 그 영향이 비교적 덜한 계단의 윗부분을 구분하여 접근하는 새로운 기법을 제안하였으며, 모의 결과를 정확해 및 실험실 실험 결과와 비교하였다. 또한 전면 및 후면 계단을 지나는 댐 붕괴 흐름에 대한 실험(Kim et al., 2014)에 적용하여 기존 모형에 비해 새로운 기법에 의한 결과가 보다 우수함을 확인하였다(Hwang, 2016). Kim et al. (2015)은 좌안에 옹벽이 설치된 직선 수로에서 댐 붕괴 흐름에 대한 실험을 수행한 바 있다. 이 연구에서는 Kim et al. (2015)의 실험에 Hwang (2015)의 새로운 기법을 적용하였다. 댐 붕괴에 의한 주 흐름의 진행과 좌안에 직립인 옹벽에서 비교적 표고가 낮은 곳으로 물이 넘나드는 현상이 잘 재현됨을 확인하였다. 이 연구는 국토교통과학기술진흥원의 일부 지원(과제 번호: 14CCTI-C063749 그리고 18AWMP-C140010-01)에 의한 것이다.

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이안제 배후 차폐역에서 포물선형 완경사방정식의 회절효과 (Diffraction Effects of Parabolic Mild-Slope Equations in the Shadow Zone behind a Detached Breakwater)

  • 김인철
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.297-304
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    • 1996
  • 본 연구는 pade 근사 또는 minimax 근사법으로 파랑진행방향의 허용범위를 확장시핀 포물선형 완경사방정식의 적용성 및 구조물에 의한 회절파의 비선형성을 고찰하는 데 그 목적이 있으며, 이를 위하여 불투과성의 이안제가 설치된 파랑장에 위 모델을 기본방정식으로 하여 수치계산을 수행한 후, 수리모형 실험치(Watanabe and Maruyama, 1984)와 비교ㆍ분석하였다. 그 결과 구조물의 기하학적 차폐경계를 따라 증가된 회절효과 때문에 비선형 모델의 파고치가 선형 모델의 파고치보다 크게 나타나며, 파랑진행 허용범위각을 크게 확장시킨 모델은 파랑진행각이 큰 영역에서는 측방향으로 파랑에너지를 높은 정도로 전과시키나 파수의 근사에 의한 누적된 오차 때문에 전반적으로 파고치가 왜곡되어 나타남을 알 수 있다.

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