• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.748-751
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• 2011

일반적으로 물체의 거동을 해석하기 위해 고체영역에서는 Lagrangian 기법이 유체영역에서는 Eulerian 기법이 수치해석에 적용된다. Lagranian 기법은 서로 다른 물질의 경계와 자유표면에 대한 거동을 쉽게 추적할 수 있는 반면 물체의 대변형시 해석의 정확성이 떨어지는 단점이 있다. 또한 Eulerian 기법은 물질이동만을 고려하여 변형의 제한이 없는 장점을 가지고 있지만 이동하는 경계에 대해서 조건을 변화 시켜야하는 어려움이 있다. 따라서 이 두기법의 장단점을 서로 보안하기 위해 ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)기법이 제안되었으며 이를 적용한 유체-구조물의 상호작용 해석에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 ALE기법을 이용한 자유경계면에 대한 새로운 알고리즘이 제안된다.

• 한국해양공학회지
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• 제4권1호
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• pp.62-70
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• 1990

Cauchy의 적분공식을 복소속도(complex velocity)에 적용하여 포텐시얼 유동을 해석하는 복소경계요소법이 개발되었다. 이 결과로 얻어지는 적분방정식은 경계면에서의 접선속도(tangential velocity)와 법선속도(normal velocity)의 함수로 주어진다. 자유수면에서의 접선속도의 시간변화(evolution of tangential velocity)를 수식화하기 위하여 새로운 비선형 동역학적 자유수면경계조건(nonlinear dynamic free surface boundary condition)을 유도하였다. 복소포텐시얼 대신 복소속도를 이용하는 이 방법은 유장내의 특이점(field singularity)을 용이하게 고려할 수 있으며, 수치미분없이 직접 경계면에서의 유속을 해로서 구하게 된다. 그러나 자유수면이 존재하는 문제의 경우에는, 자유수면에서의 동역학적 경계조건을 만족 시키기 위한 계산과정에 접선 벡타의 변화량을 추정하는 것이 포함되게 되어, 계산과정이 다소 복잡하게 된다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.17-27
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• 2003

본 연구에서는 해수침투에 관한 기존 이론을 검증하고 지하수 함양량과 양수량의 변화에 따른 담-염수 경계면 이동현상을 고찰하기 위하여 실내 모형규모의 자유면 대수층에서 시간 영역 광전자파 분석기 (Time Domain Reflectometry: TDR)를 이용하여 2차원 염수침투 현상을 관측하였다. 실험 결과 염수와 담수의 경계면에서는 분산 혹은 확산에 의한 혼합대 (mixing zone)가 두텁게 형성되었으며 Badon Ghyben과 Herzberg가 가정한 비혼합 경계면 (sharp interface)은 형성되지 않았다. 따라서 본 연구에서 획득한 기준 해수면에 대한 자유수면($H_{f}$)과 염수 경계면($H_{s}$)까지의 깊이의 비에 관한 실험치와 Ghyben-Herzberg 근사법의 이론치가 일치하지 않음을 알 수 있었다. 한편, 함양량과 양수량을 달리하면서 경계면의 변화를 관찰한 결과 주어진 함양량에 대하여 양수량이 증가함에 따라 경계면의 이동속도가 증가하였고, 본 모형조건하에서 경계면의 이동속도는 함양량에 대한 양수량의 비 ($Q_{p}/Q_{r}$)에 약 7배나 달하는 것으로 나타났으며 이는 해안선에 인접한 해수 침투 취약지역에서는 양수량이 아주 중요한 역할을 한다는 것을 지시한다.

• 전산구조공학
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• 제8권3호
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• pp.75-78
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• 1995

이 논문에서는 경계요소법을 사용하여 서로 다른 탄성체들이 무한하게 적층된 복합구조체의 자유경계면에서 발생하는 특이 응력을 조사하였다. 종속영역법을 도입하여, 해석모델을 독립된 탄성영역들로 나누었고, 해석모델의 공유경계면에 변위연속조건과 표면력 평형조건을 적용하여 경계요소공식을 유도하였다. 예제의 문제에 대한 수치해석 결과를 제시하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.77-86
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• 2003

자유면 경계조건을 정착하게 묘사할 수 있는 변위근사 유한차분법을 이용하는 시간영역 탄성파 모델링법을 고안하였다. 기존의 변위근사 유한차분법의 경우 변위와 매질의 물성을 격자점에 정의하는 격자군(격자점 기반의 격자군)을 이용하였으나, 이 연구에서 제시하는 새로운 유한차분법에서는 변위는 격자점에 정의하지만 매질의 물성을 격자점으로 둘러싸인 면에 정의하는 격자군(셀 기반의 격자군)을 이용한다. 매질의 물성을 셀에 정의할 경우 자유면에서 응력이 사라진다는 자유면 경계조건을 추가로 적용할 필요가 없으며 매질의 물성 변화만으로 자유면 경계조건을 표현할 수 있다. 수치예를 통한 정확도 분석 결과 셀 기반의 격자군을 이용할 경우 계산된 수치석인 해가 해석적인 해에 매우 근사함을 알 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권1호
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• pp.25-34
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• 2000

이중유벽 사이에 가두어진 기름층과 전방 유벽의 끝에서 발생하는 보오텍스 거동간의 관계를 보기 위하여 파노라마 PIV 기법을 사용하였다. 물-기름 자유경계면 근처의 순간 및 시간평균 경계층 유속분포를 계측하여 경계면 상의 전단응력 도출가능성을 확인하였다. 본 기법을 사용하면 자유경계면의 거동이 작거나 규칙적인 경우 경계면상 전단층내 상세 유동구조를 파악하기 충분한 정도의 해상도를 가진 결과를 얻을 수 있다고 판단되었다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.185-193
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• 1997

탄성 선형 경화 재료로 구성된 복합 구조물의 자유 경계면에서 나타나는 응력 특이도를 평면 변형률 상태에서 계산하였다. 자유 표면력 경계조건과 계면 연속조건을 만족해야하는 지배 탄성 방정식은 2점 경계치문제로 정의되며, 일반 고유치 문제의 해인 고유치가 응력 특이도가 될 것이다. 자유경계면 근처에서 응력 성분을 r/sup s-1/에 비례한다고 가정하여 특정한 s(고유치)를 구하는 고유치 문제를 뉴톤향상법과 사격법을 사용하여 수치적으로 해를 구하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.100-103
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• 2015

본 연구에서는 선박의 내항 및 조종성능평가를 위해 사용되는 2차원부가질량계수와 파랑감쇠계쉬를 desingularized indirect boundary integral method를 이용하여 주파수영역에서 계산하였다. 본 방법을 Rankine source를 유체경계면 전체에 분포하는 방법으로 수학적으로 간단하고 경계조건의 변경 및 적용이 용이하다는 장점이 있다. 하지만 물체표면, 자유수면 그리고 방사경계면의 계산영역 및 요소의 배치에 따라 계산정확도에 차이가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 수치시험을 통해, 자유수면과 방사계면의 적절한 계산영역과 요소의 개수를 결정하였다. 계산의 정도와 효율성을 확보하기 위하여, 자유수면과 방사경계면의 계산영역과 요소의 분포를 파의주파수에 따라 달리 적용하였다. 본 연구에서 제안된 수치방법을 활용하여 계산된 동유체력과 실험에서 계측된 동유체력을 비교하여 본 방법의 정도를 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권4호
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• pp.181-187
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• 1996

이 논문에서는, 탄성 섬유와 점탄성 기지로 구성된 2차원의 단일방향 복합재료가 높은 제작온도로 부터 실온으로 냉각될때 섬유와 기지사이의 계면에서 발생하는 특이 열응력을 조사하고 있다. 계면을 따라 발생하는 잔류 열응력의 특성을 조사하는데 시간영역 경계요소법을 적용하였다. 수치해석 결과에 의하면, 계면응력들은 자유경계면 근처에 이르러 급속히 커지는데, 이러한 특이 잔류응력들은 자유경계면 가까이에서 국부 항복을 일으키거나 섬유와 기지의 결합분리를 야기시킬수 있다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1991년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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• pp.93-97
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• 1991

수표면에 방류되는 온배수등의 흐름과 같은 표층방류밀도분류는 자유난류의 전단류 효과와, 방류수와 주위수의 밀도차에 기인하는 부력효과를 동시에 받는 흐름장을 형성한다. 또한, 이 흐름은 수표면 및 밀도계면에 의해 2 개의 자유경계에 둘러싸인 특이한 경계조건때문에 개수로 흐름으로 대표되는 자유전단류와 구별된다.(중략)