• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.470-474
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• 2016

Madsen et al. (2002)이 제안한 일차원 고차 Boussinesq 방정식에 대하여 불연속갤러킨 유한요소법(Discontinuous Galerkin Finite Element Method)을 적용하였다. 연속적인 Boussinesq 방정식에서 각 요소경계에 불연속을 허용할 수 있도록 공간차분하고, 시간방향으로 4차 Runge-Kutta 시간적분법, 각 요소사이에는 Lax-Friedrichs 수치흐름률을 사용하였다. 계산영역의 양쪽에 불필요한 파랑의 반사를 억제하도록 흡수층을 설치하였으며, 영역 내부에서 조파할 수 있도록 하였다. Luth et al.(1994)의 수중잠제 실험에 적용하여 관측값과 잘 일치함을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07c
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• pp.1094-1096
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• 1997

이제까지 전력계통의 상태를 알기 위한 조류계산은 전력방정식에 대한 직접적인 풀이로써 이루어졌다. 그런데 만일 자코비안 행열이 singular나 유사 singular가 된다면 그 전력 방정식의 해를 구할 수가 없게 된다. singular나 유사 singular가 되는 자코비안 행열을 가지는 전력방정식을 풀기 위하여 보조 방정식을 추가하여 미분불능인 점을 미분가능으로 변환하는 continuous method가 있다. 그런데 continuous method에서 보조 방정식은 원함수의 성질에 따라 달라지므로 어떤 일반적인 형태를 가지지 않는다. 따라서 본 논문에서는 전력방정식을 제약조건으로 가지고 부하 모선의 전력이 수용가의 요구량과 거의 일치되도록 하는 것을 목적 함수로 하는 최적화 문제로 조류계산을 변환하여 풀이하였다. 이러한 최적화 기법을 이용함으로써 continuous method에서 보조방정식이 원함수에 따라 계속적으로 변하는 문제를 개선하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.5
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• pp.683-690
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• 1985

본 논문에는 Euler매개변수를 회전좌표계로 사용하여 구속된 3차원 기계시스템의 역동학력 해 을 수행한 연구결과가 수록되었다. 해석을 위해 문제에 등장하는 비선형 Holonomic구속조건식 들과 운동방정식들을 Cartesian일반좌표계을 사용하여 표시하였으며, 일반좌표계를 구성하는 각 강체의 좌표계로는 변위를 나타내기 위한 3개의 좌표와 회전을 나타내기 위한 4개의 Euler매 개변수가 사용되었다. 구속조건식들과 미분방정식 형태의 운동방정식들을 결합하여 시스템 전 체의 운동방정식을 유도하기 위해 Lagrange승수 기법을 사용하였다. 각 강체의 주어진 시간에 서의 위치, 속도, 가속도는 기구학적 해석(kinematic analysis)을 통해 얻어지고, 이 자료들을 전 체운동방정식에 대입하여 Lagrnage승수의 값을 계산하여 6개의 자유도를 가진 로봇 기구를 원 하는대로 운전하는에 필요한 각 관절의 토오크를 계산하였으며, 계산결과가 정확하다는 사실이 입증되었다. 연구결과 Euler매개변수를 회전좌표로 사용할 경우 특이 경우(singular case)가 발 생하지 않으며, 이 방법은 역동력학 해석용 다목적 전산프로그램 개발에 광범위하게 응용될 수 있음이 밝혀졌다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1209-1213
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• 2007

하천 수치모델링을 통한 흐름, 오염물질 거동, 지형변화 해석 등은 효율적인 하천 수질 관리를 위해서 상당히 중요한 부분은 차지한다. 수질이나 지형변화를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 하천 흐름 예측의 정확도 향상이 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구는 평면 이차원 하상변동 및 수질예측 수치모형인 KU-RLMS 모형을 이용하여 낙동강 상류의 반변천 합류부의 흐름 특성을 규명하고, 수질 모형을 수행하기 위한 흐름 계산 결과를 제공하기 위해 수행하였다. KU-RLMS 모형은 하천 및 저수지의 국부적인 수리, 수질, 유사이동 해석을 위해 개발된 평면 이차원 비정상 수치모형이다. 직사각형 격자를 사용하는 유한차분법의 단점을 보완하기 위해, 흐름 계산을 위한 지배방정식은 3차원 Reynolds 방정식으로부터 수심적분된 2차원 연속방정식과 운동량방정식을 불규칙한 경계를 현실적으로 모사할 수 있는 직교곡선 좌표계로 변환한 방정식을 사용한다. 수치모형 적용을 위한 현황분석으로 안동 및 임하 조정지댐의 방류량, 안동 수위관측소의 자료를 분석하였다. 흐름 모형을 보정하기 위해 안동대교 지점에서 횡유속 분포를 측정하였으며, 이 결과를 사용하여 흐름 모형의 매개변수인 Manning 계수와 공간가중계수를 추정 및 검증하였다. 안동다목적댐과 임하다목적댐의 방류량을 고려하여 수치모의조건을 결정하였으며, 각 조건에 대한 흐름 변화 특성을 분석하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.5 no.2
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• pp.82-87
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• 1981

이 논문에서는 타원형의 크랙을 포함하는 유한한 두께을 가진 isotropic탄성체의 삼차원응력해석을 다루었다. 크랙은 평판의 면에 나란하고 그 중립면에 위치하며 일정한 인장력이 평판의 면에 작용하고 있다. 문제를 해석하기 위하여 이중 Fourier 적분변환을 사용하여 응력해석이 제 일종 Fredholm 적분 방정식의 해로 될 수 있음을 보였다. 두 극한의 경우 즉(i) 평판의 두께가 무한한 경우와 (ii) 타원이 원으로 reduce 되는 경우에 기존의 해와 일치됨을 보였다. 적분 방정식의 해 빛 응력해석은 제 이장에서 다루기로 한다.

• Journal of Scientific & Technological Knowledge Infrastructure
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• s.6
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• pp.136-139
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• 2001

풍동과 같은 고가의 실험 장비가 필요하고 결과를 얻는데까지 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있습니다. 전산유체역학은 이러한 문제점들을 보완할 수 있는 휼륭한 대안으로 인정받고 있습니다. 자연계에서 공기나 물 등의 유체가 우리의 관심 대상인 비행기, 자동차 등의 물체 주위를 흘러갈 때 생기는 물리 현상들은 보존의 법칙과 열역할 법칙에서 얻어지는 편미분 방정식들로 나타낼 수 있습니다. 이러한 자연계의 법칙을 나타내는 복잡한 방정식을 컴퓨터로 해석하여 데이터를 얻는 수치적인 실험 혹은 시물레이션을 전산유체역할 이라고 부릅니다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.7
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• pp.586-591
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• 2007

The effects of cancellation errors on the convergence characteristics of preconditioned Euler equations at low Mach numbers are analyzed. Flows in a two-dimensional channel with a circular bump are calculated at different Mach numbers. It is shown that the cancellation error in the energy equation grows faster than those in the other equations as the Mach number decreases. It is also shown that the cancellation problem of the energy equation can be alleviated by multiplying the inversion of the preconditioner.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.9
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• pp.688-697
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• 1994

유체유동이나 열전달 그리고 물질전달 (물질의 혼합 및 확산) 또는 이들 현상이 복합적으로 나 타나는 각종 기계의 설계와 성능 해석을 하기 위해서는 그 현상을 지배하는 편미분 방정식들의 해를 수치적으로 구해야 한다. 유동 상태가 충류 유동인 경우는 지배 방정식의 수가 알고자 하는 미지변수 즉 속도, 압력, 온도, 농도 등의 개수와 같고 또한 이들 변수들의 변동이 그리 심하지 않기 때문에 적절한 수치 해법을 사용하면 그 해를 구할 수 있다. 그러나 난류유동의 경우에는 변수들이 시간상으로 또한 공간적으로 대단히 심하게 변동(fluctuation)하기 때문에 공 학적으로 우리가 원하는 정보들, 즉, 표면 마찰저항이나 양력, 얼전달 계수, 물질 확산계수 등을 현재 수준의 전자계산기로 계산하는 데는 계산시간이 엄청나게 소요될 뿐만 아니라 변수 저장 메모리도 과도하게 차지하기 때문에 실제적인 계산 방법이 되지 못하고 있다. 이러한 이유로 변수들의 순간 변화 상태를 나타내는 지배 방정식들을 해석하는 대신에 이들 지배 방정식의 시 간평균을 취하여 유도한 난류 방정식들을 사용하게 된다. 그러나 이 시간 평균 과정에서 파생 되는 또 다른 미지의 난류 변수들 때문에 난류 지배 방정식에 있어서는 그 지배 방정식의 개수 보다 미지 변수의 개수가 많아져서 난류 지배 방정식을 풀기 위해서는 시간평균 과정에서 나타난 난류 변수들을 원래 있던 미지 변수들의 함수나 방정식의 형태로 가정할 필요가 있게 되는데 이 가정되는 함수 관계들을 난류 계산 모형이라고 한다. 난류 계산 모형은 물리적인 통찰과 직관에 의해서 실용적인 형태로 가정되기도 하지만 최근에는 논리적으로 엄격한 모형 원칙에 따른 수 학적인 방법으로 유도되고 있는데 이 글에서는 일반 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 마하수가 낮은 2차원 비압축성 난류 유동을 예로 들어 x-y 직교 좌표계에서 표현되는 난류 계산 모형들을 소개하고 앞으로듸 발전 방향을 개관하며 현재의 응용 사례들을 예로 들어 모형의 성능을 비교 하여 보기로 한다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.7 no.3
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• pp.192-202
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• 1995

이연구에서는 유변학 구성방정식이 나타내는 일차원 불안정성의 몇가지 예를 보였 다. 안정성 해석을 위하여 맥스웰형 미분구성방정식 Giesekus, Leonov, Larson 모델을 선택 하였다. 나타난 불안정성은 단순전단유동에서의 정상유동곡석이 무제한적 단수증가성을 위 배할 때 발생한다. 단순전단유동에 부과된 섭동하에서 Giesekus와 Larson 모델이 일정영역 의 무델계수와 전단율속도값에서 불안정 거동은 관성력을 고려하지 않은 경우에도 발생함이 증명되었다. 끝으로 이러한 불안정 거동을 개선하는 몇가지 방법을 Leonv와 Giesekus 모델 에 대하여 제시하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.1
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• pp.35-42
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• 2001

본 연구는 변화곡률 수평 곡선보의 면외 자유진동에 관한 연구이다. 뒴과 회전관성을 고려한 변화곡률 수평 곡선보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식이 유도되었고, 이 지배미분방정식을 수치해석하여 곡선보의 고유진동수를 산출하였다. 지배미분방정식을 수치적분하기 위하여 Runge-Kutta method를 이용하였고, 고유진동수를 산출하기 위하여 Regula-Falsi method와 결합한 행렬값 탐사법을 이용하였다. 본 연구의 이론적 타당성을 검증하기 위하여 타문헌의 고유진동수와 비교하였고, 실험실 규모의 모형실험을 실시하여 이론값과 실험값의 고유진동수를 비교하였다. 수치해석의 결과로 무차원 재변수들의 변화에 따른 무차원 고유진동수를 제 3모드까지 산출하였고, 그 결과들을 고찰하였다. 본 연구의 결과는 곡선형 교량 등과 같이 곡선부재로 이루어진 구조물의 설계시에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.