• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.6 no.2
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• pp.77-86
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• 2003

We designed a new time-domain, finite-difference, elastic wave modeling technique, based on a displacement formulation. which yields nearly correct solutions to Lamb's problem. Unlike the conventional, displacement-based, finite-difference method using a node-based grid set (where both displacements and material properties such as density and Lame constants are assigned to nodal points), in our new finite-difference method, we use a cell-based grid set (where displacements are still defined at nodal points but material properties within cells). In the case of using the cell-based grid set, stress-free conditions at the free surface are naturally described by the changes in the material properties without any additional free-surface boundary condition. Through numerical tests, we confirmed that the new second-order finite differences formulated in the cell-based grid let generate numerical solutions compatible with analytic solutions unlike the old second-order finite-differences formulated in the node-based grid set.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.4 no.1
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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.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.185-193
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• 1997

The order of the stress singularity that occurs at the termination of an interface between materials exhibiting bilinear stress-strain response under plane strain conditions has been calculated, The governing equation of elasticity together with traction-free boundary condition and interface continuity condition defines a two-point boundary value problem. The stress components near the free edge are assumed to be proportional to r/sup s-1/, with solutions existing only for certain values of s. Finding these values entails the solution of an eigenvalue problem. Because it has been impossible to integrate the differential equations analytically, the integration has been performed numerically with a shooting method coupled with a Newton improvement scheme.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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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.

• Computational Structural Engineering
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• v.8 no.3
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• pp.75-78
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• 1995

The boundary element analysis has been attempted for investigating the singular stress at the interface edge of infinitely layered structure. The subdomain technique has been employed and the analysis model has been divided into two subdomains, which are respectively homogeneous elastic zones. The boundary element equation has been formulated using the equilibrium and continuity conditions at the common interface. The numerical results of example problem has been presented.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2015.10a
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1991.07a
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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)

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.12 no.1
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• pp.85-98
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• 1998

본 논문의 수치해법은 경계치문제를 풀기 위하여 코시이론(Cauchy's theorem)을 사용하였다. 경계치문제는 완전한 물체표면조건과 자유표면조건을 만족시키는 초기치문제로 귀결된다. 현 수치해법에서 무한영역은 수치계산 영역인 비선형 영역과 선형 자유표면조건을 만족하는 선형영역으로 나누어진다. 선형영역의 해는 과도 그린(Green)함수를 사용하여 정합조건을 부과함으로써, 수치계산은 비선형 영역에서만 수행된다. 본 논문에서 저자는 수치계산 영역에서 코시이론을 사용하여 적분방정식을 도출하였고, 무한영역의 해는 정합면에서 과도 그린함수를 사용하여 표현하였다. 본 수치계산에서 자유표면에 요소 재분배법을 적용함으로써 쇄파현상에 대해서도 안정적인 수치해석을 할 수 있었다. 본 논문에서 개발된 수치방법을 적용한 문제는 다음과 같다. 첫째는 자유표면에서 실린더가 강제동요하는 경우에 자유표면형상과 힘을 계산하여 이전의 실험치 및 계산치와 비교하였다. 두번째로는 실린더가 자유수면하에서 일정한 속도로 항주하는 경우에는 조파저항과 양력을 계산하여 고차 스펙트럴법과 비교하였다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.2 no.1
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• pp.29-36
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• 1997

자유흐름장에 놓여 있는 회전 와류쌍을 음원으로 갖는 비정상 유동장에서 사극음원이 음장에 미치는 효과를 알아보기 위해 이차원 음장 수치해석을 시도하였다. 비압축성 유동장에 대한 비정상 수력정보를 기반으로 오일러식에서 교란 압축성 소음항을 도출하였다. 원거리 자유 경계면은 비반사 경계조건을 이용하여 매우 안정된 해를 얻을 수 있었다. 계산된 결과들은 MAE 방법과 비교하여 정확도를 입증하였다. 본 연구를 통해 비압축성 압력교란을 원천항으로 하여 물체가 존재하지 않는 경우에도 사극음원에 의한 음장을 수치적으로 계산이 가능함을 입증하였다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.2 no.1
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• pp.37-45
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• 1997

벽면 근처에 가까이 위치하는 회전와류쌍을 음원으로 갖는 비정상 유동장에서 벽면이 음장에 미치는 효과를 알아보기 위해 이차원 음장 수치해석을 시도하였다. 비압축성 유동장에 대한 비정상 수력정보를 기반으로 오일러식에서 교란 압축성 소음항을 도출하였다. 원거리 자유 경계면은 비반사 경계조건을 이용하였으며, 벽면에서는 벽면 효과를 음향장에 고려하였다. 자유흐름장에 놓인 와류쌍이 대칭인 나선팔을 갖는 반면에, 벽면이 있는 경우엔 음파가 전달되는 경로를 따라 방향성이 존재함을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 벽면이 존재하는 경우에 비정상 수력정보를 이용하여 근거리와 원거리 음장을 동시에 수행할 수 있음을 알아내었다.