• Title/Summary/Keyword: 유한차분기법

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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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Analysis of Microstrip Circuit using FDTD and Signal Processing (시간영역 유한차분법과 신호처리 기법을 사용한 마이크로스트림 회로 해석)

  • 장홍주;장상건;방성일
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.4 no.1
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    • pp.110-116
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    • 1999
  • In this paper, signal processing is utilized to reduce the computational time which is one of weak point of FDTD(finite difference time domain) method. Compared with the direct FDTD. combination of FDTD and signal processing achieves the same type of accuracy in much shorter time The combination method spends 140 minutes to analyze the frequence characteristics of the microstrip lowpass filter while the direct FDTD consumes about 900 minutes. To verify the obtained results, microstrip lowpass filter is fabricated on dielectric substrate and the measured results are compared with the analyzed results. It is shown that measured results are in good agreement with the theoretical results.

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Development of Finite Difference Model for Tsunami Propagation (지진해일 전파모의를 위한 유한차분모형 개발)

  • Ahn, Seong-Ho;Ha, Tae-Min;Cho, Yong-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.52-56
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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. 지배방적식과 차분식의 일치성을 해석하기 위해 이산화 오차를 확인하고, 수치해의 안정적 수렴여부를 판단하기 위해 Von neumann 안정성 해석을 수행하였다. 또한 기법의 정확성을 검증하기 위하여 Gauss 분포의 초기 자유수면변위를 갖는 문제에 적용하여 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 비교적 넓은 범위의 조건에서 정확도 높은 결과를 제공하였다.

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Generation Method of the Rectangular Grid Information for Finite Difference Model (유한차분모형을 위한 직사각형 격자정보 생성기법)

  • 정신택;조범준;김정대
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.190-195
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    • 2003
  • For many coastal problems, such as wave transformation, tidal circulation, sediment transports and diffusion phenomena, we resort to numerical techniques. The representative numerical techniques are the method of finite differences and finite elements. The approximate algebraic equations, referred to as finite difference equations(FDEs), are subsequently solved at discrete grid points within the domain of interests. Therefore, a set of grid points within the domain, as well as the boundaries of the domain, must be specified. The generation of grids for FDEs, with uniform spacing, is very simple compared to that of finite elements. However, within a very complex domain, there are few grid generation tools we can use conveniently. Unfortunately, most of the commercial grid generation programs are developed only for finite element method. In this paper, grid generation method using digitizer, with uniform rectangular spacing, are introduced in detail. Didger and Surfer programs by Golden Software are necessary to produce comparatively accurate and simple depth data.

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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Internal Wave-Maker with the Level-Set Finite Element Approach (레블셋 유한요소 기법을 이용한 내부 조파)

  • Lee, Hae-Gyun;Lee, Nam-Joo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.181-184
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    • 2012
  • 기존에 제시된 Lin 과 Liu (1999)의 VOF 기법을 이용한 내부 조파 방법을 레블셋 기법에 적용하였다. 기하학적으로 유리한 유한요소법을 이용하여, Navier-Stokes 방정식의 공간차분에는 Characteristic Galerkin 기법을, 시간차분에는 Fractional Four-Step 기법을 적용하였다. 그림에 보인 바와 같이 중심(x=0)에서 전파하는 경우, 외부조파에 의한 영역내 재반사 문제가 해결되어 선형파를 의도한 바대로 잘 조파할 수 있었다.

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Analysis of 1-D Stefan Problem Using Extended Moving Least Squares Finite Difference Method (확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용한 1D Stefan문제의 해석)

  • Yoon, Young-Cheol
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.308-313
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    • 2009
  • 본 논문은 확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용하여 1차원 Stefan 문제를 해석할 수 있는 수치기법이 제시한다. 이동하는 경계의 자유로운 묘사를 위해 요소망이나 그리드 없이 절점만을 사용하는 이동최소제곱 유한차분법을 사용하였으며, 계면경계의 특이성을 모형화하기 위해 Taylor 다항식에 쐐기함수를 도입했다. 지배방정식은 안정성이 높은 음해법(implicit method)을 이용하여 차분하였다. 미분의 특이성을 갖는 이동경계를 포함한 반무한 융해문제의 수치해석을 통해 확장된 이동최소제곱 유한차분법이 높은 정확성과 효율성을 갖는 것을 보였다.

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Water Wave Generation by Level Set Method (레블셋 기법을 이용한 파랑 조파)

  • Lee, Haegyun;Lee, Nam-Joo
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.143-144
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    • 2012
  • 전통적인 VOF 기법을 이용한 내부 조파 방법을 레블셋 기법에 적용하였다. 기하학적으로 유리한 유한요소법을 이용하여, Navier-Stokes 방정식의 공간차분에는 Characteristic Galerkin 기법을, 시간차분에는 Fractional Four-step 기법을 적용하였다. 중심(x=0)에서 전파하는 경우, 외부조파에 의한 영역내 재반사 문제가 해결되어 선형파를 의도한 바대로 잘 조파할 수 있었다.

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Finite Difference Stability Analysis of Anisotropic Plates with Free Edge (자유경계를 갖는 비등방성 판의 유한차분 안정성 해석)

  • Yoo, Yong Min;Lee, Sang Youl;Chang, Suk Yoon
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.12 no.2 s.45
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    • pp.221-230
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    • 2000
  • Checking the stability of anisotropic plates with free edges, it is impossible that buckling loads and modes are found via existing classical methods about various loads and boundary conditions. For solving this problems. finite difference method(FDM) is used to analyze the buckling behaviors for arbitrary boundary conditions. Using FDM, it is difficult to treat the fictitious points on free edges. So, this paper analyzes buckling behaviors of analytic models with one edge free and the other edges clamped and with opposite two edges free and other two edges clamped. The various buckling loads and mode characteristics through numerical results are given for buckling behaviors of anisotropic plates on free edges.

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Numerical Techniques for Modeling of Ultrasonic Testing - The Finite Difference and Finite Element Methods (초음파검사의 수치적 모델링 기법 - 유한차분법 및 유한요소법)

  • Yim, Hyun-June;Yoo, Seung-Hyun
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.20 no.2
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    • pp.116-129
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    • 2000
  • Due to the great complexity of the physical phenomena involved in most ultrasonic nondestructive testing, the numerical method is effective in many cases of their theoretical modeling. A brief overview is provided in this paper of the numerical methods used in modeling ultrasonic nondestructive testing, with an emphasis on the finite difference and the finite element methods. The procedures of execution, special considerations required, and some previous research results of the finite difference and the finite element methods are presented, with a rather extensive list of work reported in the literature. These numerical modeling techniques for ultrasonic nondestructive testing are expected to be more reliable and more convenient, as a result of the continuing technological development of computers.

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