• The Transactions of the Korea Information Processing Society
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• v.7 no.2
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• pp.477-487
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• 2000

When volume data is visualized by the ray casting method, the color value of each pixel in the image is obtained by composing the color contributions of the sample points that lie on the ray cast from the pixel point. In most ray tracing methods including Levoy's classical method, the color composition is formulated as a summation of the color contributions of the discrete sample points. However, the more precise color composition is formulated as differential equations over the color contributions of the continuous sample points. The discrete formulation is used, because analytical solutions to the continuous formulations are hard to find. In this paper, however, we have discovered a semi-analytical solution to the continuous formulation of a typical ray tracing of volume data. We have applied both Levoy's method and ours to the same set of data, and compared the visual quality of both results. The comparison shows that our method produces a more fine-grained visualization of volume data.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.36 no.2
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• pp.40-49
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• 1999

A Finite Volume Method for the two-dimensional incompressible, two-fluids Navies-Stokes equation and level-set scheme are used to analyse the interface of two fluids, free-surface flow. The numerical characteristics and the applicability of level-set scheme are brief1y investigated and appraised by solving oscillating small surface wave in a water tank and dam break problems. In the numerical results, a method for improving the convergence of the solution is presented.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.177-177
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• 2022

기후변화 및 해안 구조물의 증가 등 여러 원인이 연안침식 및 해안선 변화와 같은 연안의 지형변화를 가속하고 있다. 빠르게 변화하는 연안의 지형변화예측 및 대응책 강구를 위해서는 연안의 유사이송 현상에 대한 신속한 예측이 필요하다. 본 연구에서는 GPU 엔진 기반 파랑해석모형인 Celeris Advent를 활용하여 실시간으로 연안의 유사이송 모의가 가능한 수치모형을 개발하였다. Celeris Advent는 GPU의 병렬코어를 활용해 실시간 연산과 GUI를 통한 사용자와의 실시간 상호작용이 가능한 모형이다. 지배방정식은 확장형 Boussinesq 방정식에 유사이송방정식을 양방향 결합하여 구성하였고, 지배방정식에는 하이브리드 유한체적-유한차분 수치기법을 적용하여 이송항은 유한체적법(Kurganov & Petrova, 2007), 소스항은 유한차분법을 통해 이산화하여 해석한다. 유사이송방정식은 수심적분형 이송확산방정식에 침식 및 퇴적 플럭스를 반영하는 소스항을 결합하여, 이송항 및 확산항을 통해 유사의 이송/확산을 고려함과 동시에 소스항을 통해 하상과의 상호작용을 고려하였다.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2001.05a
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• pp.240-243
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• 2001

괘도차량에 부착된 물분사추진기의 유동해석을 실험과 포텐셜해석 그리고 점성해석을 사용하여 그 결과를 비교하였다. 예인수조에서 여러 차량 전진속도에 대해서 임펠러 회전수를 조정하여 제트속도를 변화시키면서 덕트표면에서의 정압을 계측하였다. 이는 제트시스템의 효율을 추정하기 위함이고 관로를 통한 에너지분포를 알 수 있다. 점성유동해석을 위해 지배방정식은 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법을 사용하여 이산화하고 해석하였으며 난류영향은 표준 ĸ-$\varepsilon$난류모형을 사용하여 유동을 해석하고 실험결과 및 포텐셜 해석결과와 비교하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.33-39
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• 2001

석탄화력발전소에 정착되는 고속분립체 이송용 곡관의 내마모성 향상에 관한 수치해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 22.5$^{\circ}$와 90$^{\circ}$ 곡관을 모델로 하여, 분립체에 의한 곡관의 마모를 감소시키기 위해 유동방향이 전환되는 부분에 와류장이 형성되도록 곡관의 단면형상을 변화시켰다. 삼차원, 난류유동장의 지배방정식을 유한체적법으로 이산화시키고, SIMPLE 알고리즘을 이용하여 해를 구하였다. 수치해석을 통해 마모감소를 위한 새로운 형상의 곡관을 설계하였다. 새로운 형상의 곡관을 제작, 운전중인 국내 화력발전소에 장착하여 마모실험을 수행하였으며 내마모성이 매우 향상되었음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.424-428
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• 2005

본 연구에서는 임의로 변화하는 지형상에 적용시에 보존 특성이 성립하는 쌍곡선형 천수방정식 해석 기법을 개발하였다. 일반적으로 쌍곡선형의 천수방정식은 상류와 사류를 쉽고 정확하게 해석할 수 있고, 또한 Euler 방정식 해석기법을 이용한 다양한 해석기법이 개발되어 있다는 장점을 지니고 있다. 그러나 바닥지형이 변화하는 경우, 생성항과 플럭스항 사이에 수치적 해석기법 차이에서 발생하는 수치적 불균형이 발생하여 수치모형의 적용성이 현저하게 저하된다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 현상을 개선하기 위하여, 기존의 표면경사법을 개선한 기법을 제시하였다. MUSCL-Hancock 기법과 HLLC 근사 Riemann 기법을 이용하였으며, 플럭스항과 수치적 균형을 이루기 위한 이산화기법을 제안하였다. 모형의 검증을 위하여 정상류 상태의 상류와 사류 해석을 수행하였고, 마른바닥에서의 댐붕괴파와 수직한 지형 변화를 갖는 수로상의 서지의 진행 등과 같은 부정류에 대하여 적용하였다. 적용결과, 매우 정확하고 수치적으로 안정된 계산결과를 얻었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.575-578
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• 2009

자연하천에 적용가능한 수치모형은 지형의 변화를 합리적으로 계산할 뿐 아니라, 하도의 초기상태가 마름상태이거나 혹은 계산과정 중에 마름상태가 나타나더라도 충분히 계산할 수 있을 만큼 안정적이어야 한다. 본 연구에서는 비정형 및 비구조적 격자를 사용하여 지형변화를 고려한 흐름해석의 정확성과 효율성을 높이기 위해 보존변수의 재구성을 수면경사법과 MUSCL 기법을 연계하였으며, 하상경사항은 발산정리를 이용하여 이산화 하였다. 개발 모형의 정확성, 적용성 그리고 보존특성 등을 검증하기 위하여 해석해가 존재하는 불규칙 하상이 존재하는 하도 및 실험자료가 존재하는 실험하도에서의 댐 및 제방 붕괴와 같은 다양한 조건의 흐름에 적용하였다. 그리고 자연하천에 대한 적용 및 검증을 위해 Malpasset 댐 붕괴 모의를 수행하여 계산결과를 관측자료와 비교하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.04a
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• pp.399-404
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• 2000

Functionally graded materials(FGMs) involve dual-phase graded layers in which two different constituents are mixed continuously and functionally according to a given volume fraction. For the analysis of their thermo-mechanical response, conventional homogenized methods have been widely employed in order to estimate equivalent material properties of the graded layer. However, such overall estimations are insufficient to accurately predict the local behavior. In this paper, we compare the thermo-elastic behaviors predicted by several overall material-property estimation techniques with those obtained by discrete analysis models utilizing the finite element method, for various volume fractions and loading conditions.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.10
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• pp.845-855
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• 2004

The propagation and associated run-up process of nearshore tsunamis in the vicinity of shorelines have been analyzed by using a two-dimensional numerical model. The governing equations of the model are the nonlinear shallow-water equations. They are discretized explicitly by using a finite volume method and the numerical fluxes are reconstructed with a HLLC approximate Riemann solver and weighted averaged flux method. The model is applied to two problems; The first problem deals with water surface oscillations, while the second one simulates the propagation and subsequent run-up process of nearshore tsunamis. Predicted results have been compared to available analytical solutions and laboratory measurements. A very good agreement has been observed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.323-323
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• 2020

그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit: GPU)는 그래픽 처리 작업에 특화된 다수의 산술논리 장치(Arithmetic Logic Unit: ALU)로 구성되어 있어서 중앙 처리 장치(Central Processing Unit: CPU)보다 한 번에 더 많은 연산 수행이 가능하다. 본 연구는 GPU 가속 운동파모형을 실제 유역에 적용하여, GPU 가속 운동파 강우유출모형 결과에 대한 정확성과 연산 소요 시간에 대한 효율성을 확인하였다. GPU 가속 운동파모형은 분포형 강우유출모형의 수치모의 연산시간을 단축시키기 위해 CUDA 포트란을 이용하여 개발되었다. 분포형모형의 지배방정식은 운동파모형과 Green-Ampt모형으로 구성되었고, 운동파모형은 유한체적법을 이용하여 이산화 하였다. GPU 가속 운동파모형을 이용하여 금강의 미호천 유역에서 발생하는 강우유출현상을 모의 하였고, 동일한 유한체적법을 이용한 CPU(Central Processing Unit) 기반의 강우유출모형과 비교하였다. 그 결과 GPU 가속모형의 결과는 미호천 유역 하류단에서 관측한 결과와 유사한 결과를 나타냈다. 또한, 연산소요시간은 CPU 기반의 강우유출모형의 연산소요시간보다 단축되었으며, 본 연구에 사용된 장비를 기준으로 최대 100배 정도 단축되었다.