• Water for future
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• v.21 no.2
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• pp.173-182
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• 1988

Characteristics of finite difference schemes for St. Venant equation were compared with two input cases. One is the monoclinal wave which has large friction slope without discontinuity and the other is the shock wave with discontinuity. For monoclinal wave, Keller Box scheme is the best in terms of accuracy, efficiency and stability when two parameters were selected with a rele : $0.5{\leq}{\theta}{\leq}1.0$, ${\theta}+{\psi}$=1, But for shock wave only the Preissmann type of parameter ${\psi}$(=0.5) showed stable results. Numerical experiments of monoclinal wave showed that Lax-Wendroff and Richtmyer schemes were more stable than leap Frog and more accurate than Lax-Fredrich scheme. For shock wave Lax-Fredrich showed larger numerical dissipation than other explicit schemes and Leap Frog produced slower mass transport.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.1
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• pp.47-54
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• 1993

For the numerical analysis of free oscillation characteristics in a harbor with general boundary and bottom topography, finite element method is applied. The governing Helmholtz equation is transformed into a generalized matrix eigenvalue problem using the standard finite element procedure. A computer code is developed for the numerical evaluation of natural frequencies and free oscillation modes. In the eigensolution process, a shifting strategy is devised for the treatment of numerical singularity. Scaling of coefficient matrix is also found to be effective for the alleviation of numerical ill-conditioning. For the test problems, firstly, analytical and numerical solutions are compared and validity of the code is obtained. Hence the method is successfully applicable for the real-world problems with general geometric boundaries and bottom topography.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.8 no.1
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• pp.23-30
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• 2005

A numerical scheme is proposed which is applicable to the evaluation of wave field containing floating structures, and the method is utilized to estimate the effect of the floating breakwaters to be installed in Wonjeon port near Masan. The model is based on the mild-slope equation which is widely accepted for the calculation of wave modulation near shores and an additional term is introduced to consider the wave scattering associated with the thin floating structures such as floating breakwaters. The tranquility in Wonjeon port with the floating breakwater in the east side is calculated and compared with the one with a bottom-fixed breakwater. The present method is believed to provide an efficient way of quantitative measurement of the performance of floating breakwaters.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.256-256
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• 2021

Saint-Venant 방정식은 수평규모가 수심규모보다 큰 천수흐름을 기술하는 수리동역학 모형으로 지난 수십년간 공학적 분야에서 널리 이용되어 왔다. 최근에도 기후변화에 따른 도시 홍수의 위기 증대로 홍수위기관리의 관심이 높아짐에 따라 홍수파(flood wave), 도시침수(urban inundation), 돌발홍수(flash flood) 등의 신속한 예측을 위한 Saint-Venant 방정식의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 도시와 같은 인공구조물이 즐비한 상황에서 천수흐름을 해석하는 고전적인 수치해법들은 다양한 불연속 지형들의 존재로 인하여 불안정하며 지배방정식의 정해로 수치해가 잘 수렴하지 않는 문제가 있다. 지난 수년간 이를 해결하기 위해 불연속한 지형을 안정적으로 해결할 수 있는 수치기법의 연구가 진행되어 왔으나, 정해로의 수렴성, 정확성에 관하여 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 수치해법의 주요 구조를 구성하는 Saint-Venant 방정식의 불연속한 지형조건에 대한 리만 문제의 정해를 연구하였다. 쌍곡선형 시스템의 특징을 고려하여 요소파들(elementary waves)의 공식을 유도하였는데, 질량과 에너지의 보존법칙에 위배되지 않으며 운동량이송부의 비선형성과 지형의 불연속에 의한 비엄격성을 고려할 수 있는 조건을 제시하였다. 또한, 유도된 요소파들을 바탕으로 L-M & R-M 커브이론(Han et al. 2014)을 사용할 수 있는 조건과 당위성을 증명하였고, 이를 바탕으로 Saint-Venant 방정식의 정해법을 구성하였다. 리만문제의 다양한 초기조건들을 바탕으로 모든 경우의 정해 구조를 조사하였고, 이를 통해 불연속 지형에 대한 Saint-Venant 지배방정식의 정해가 다수해를 갖을 수 있음을 보였으며, 이를 근사할 수 있는 수치기법의 전략을 소개하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.1
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• pp.22-30
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• 2008

This paper deals with the nonlinear optimal control approach to helicopter maneuver problems using the indirect method. We apply a penalty function to the deviation from a prescribed trajectory to convert the system optimality to an unconstrained optimal control problem. The resultant two-point boundary value problem has been solved by using the multiple-shooting method. This paper focuses on the effect of the number of shooting nodes and initialization methods on the numerical solution in order to define the minimum number of shooting nodes required for numerical convergence and to provide a method increasing convergence radius of the indirect method. The results of this study can provide an approach to improve numerical stability and convergence of the indirect method when we solve the optimal control problems of an inherently unstable helicopter system.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.48 no.11
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• pp.957-967
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• 2015

It was reviewed for the 2D numerical simulations to evaluate the effects of flood control by detention basin, even if stage-discharge relationships for the side weir were not known. A 2D depth-integrated numerical model was constructed by the application of the finite volume method to the shallow water equations as a numerical method and the introduction of an approximate Riemann solver for the accurate calculation of fluxes. Results by the model were compared with those by the laboratory test for the cases of free overflow and submerged flow over a side weir between the channel and storage. The difference between simulated and measured discharge coefficients for the case of free overflow is very small. In addition, the results by simulations were in good agreement with those by experiments for the submerged flow over a side weir and its mechanism was reproduced well. Through this study the discharge coefficients of side weirs can be accurately determined by the 2D numerical model and a considerable degree of accuracy can be achieved to evaluate the effect of flood defenses by detention basins. Thus, it will be expected to apply this model practically to the plan of detention basins, the evaluation of design alternatives, or the management of the existing ones.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.2A
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• pp.145-153
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• 2009

The lateral-torsional buckling strengths of the parabolic arches are investigated in this study. The curvatures of a parabolic arch vary along the center line of the arch. Thus, the problem is much more complicated comparing that of arches with constant curvature such as circular arches. Moreover, most of previous studies are limited to the circular arches. In this study, lateral-torsional buckling equations are derived for the arches with varying curvatures considering the warping effects. To obtain the buckling strength of parabolic arches, numerical solutions based on the finite difference technique are provided. The numerical solutions are compared with the those of previous researchers and finite element analyses. Then, the lateral-torsional strengths of parabolic arches are successfully verified. Finally, comparison study of critical buckling loads of parabolic arches with those of circular arches for the various rise to span ratios are discussed.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.6 no.1
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• pp.36-43
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• 1977

온도분포, 농도분포를 가미한 비압축성 유체의 기초방정식을 토출$\cdot$흡입이 있는 2차원 폐공간에 적용하고 시간공간에 차분근사로써 얻은 수치해에 대하여 서술했다. 이와같은 방법에 대해서는 미해결의 요소가 많이 있으나, 여기서는 토출풍속$\cdot$온도차$\cdot$격자수를 변화시킬 때의 해가 변화하는 모양을 계산예에 따라서 보고한다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.25 no.7
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• pp.75-83
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• 2020

We consider the D2D utility optimization problem in the cellular system. More specifically, we develop a concave function decision rule which reduces the complexity of non-convex optimization problem. Typically, utility function, which is a function of the signal and the interference, is non-convex. In this paper, we analyze the utility function from the interference perspective. We introduce the 'relative interference' and the 'interference majorization'. The relative interference captures the level of interference at D2D receiver's perspective. The interference majorization approximates the interference by applying the major interference. Accordingly, we propose a concave function decision rule, and the corresponding convex optimization solution. Simulation results show that the utility function is concave when the relative interference is less than 0.1, which is a typical D2D usage scenario. We also show that the proposed convex optimization solution can be applied for such relative interference cases.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.148-148
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• 2011

Riemann 문제는 천수방정식과 같은 쌍곡선형 방정식과 단일한 도약에 의해 불연속인 어떤 점의 좌 우에서 상수인 자료로 구성되는 초기치 문제로서 그 해법은 Godunov 방법과 같이 정확해에 의하면 정확 Riemann 해법, 근사 기법에 의하면 근사 Riemann 해법으로 불린다. 지금까지 이용되는 근사 Riemann 해법으로는 1981년에 P. L. Roe가 제안한 Roe의 선형화 기법과 1983년에 A. Harten, P. D. Lax, 그리고 B. van Leer가 제안한 HLL 기법의 수정 기법들이다. 최대 및 최소 파속만 고려하는 것으로 알려진 HLL 기법은 1988년에 B. Einfeldt의 제안에 의해 두 파속의 결정에서 Roe의 선형화 기법에 따른 고유치와 비교하는 것으로 수정되었다(HLLE 기법). 또한, 1994년에 E. F. Toro 등은 접촉파를 고려하기 위해 선형화된 지배방정식의 정확해로부터 중앙 파속을 고려하는 기법을 제안하였고, 이를 HLLC 기법으로 불렀다. 2002년에 T. Linde는 중앙 파속을 평가하기 위해 일반화된(수학적) 엔트로피 함수를 도입하였으며, van Leer는 이를 HLLL 기법으로 불렀다. 이 기법에서는 접촉파의 평가를 위해 보존변수에 대한 일반화된 엔트로피 함수로부터 중앙 파속이 유도되며, 이것과 특성 속도의 비교를 통해 최대 및 최소 파속이 결정된다. 따라서 이 기법에서는 모든 파속이 초기치로부터 결정되므로 HLLE 기법과 달리 Roe의 선형화 기법과 완전히 결별되고 HLLC 기법과 달리 정확해에 의존되지 않는 점에서 HLLL 기법은 모태인 HLL 기법의 온전한 계승으로 볼 수 있다. HLLL 기법은 여러 분야에 적용된 바 있으나, 수공학 분야에 적용된 사례는 알려진 바 없다. 이는 천수방정식에 대한 (물리적) 엔트로피 함수가 명확하지 않기 때문인 것으로 보인다. 이 연구에서는 보존변수로부터 정의되는 총 에너지를 일반화된 엔트로피 함수로 간주하여 모형을 구성하고, 정확해가 알려진 1차원 문제에 대해 적용성을 검토하였다. 정확해가 알려진 경우에 대해 모의한 결과, 1차 정도 수치해의 한계에도 불구하고, HLLL 기법의 결과는 대체로 정확해와 잘 일치하였으며 그 외의 HLL-형 기법의 그것에 비해 우수한 것으로 나타났다. 특히, 물이 빠져 바닥이 드러나는 상태에 대한 접촉 파속의 추정에서 Riemann 불변량을 이용하는 HLLC 기법에 비해 물이 빠지는 전선을 더 정확하게 포착하는 HLLL 기법의 결과는 매우 고무적이었다.