본 논문에서는 위의 연구에서 제안되는 즉, 유동장 내에서 형식이 변화되는 새롭고 보다 정확한 형태의 와도방정식을 사용하여 평면 4:1수축을 지나는 유동을 수 치모사하고자 한다. 2장에서는 UCM유체의 평면 Poiseuille 유동 및 평면 4:1수축을 지나는 유동을 개략적으로 고찰하고, 유동장이 와도에 관하여 타원형 혹은 쌍곡선형으 로 구별될 수 있음을 밝힌다. 3장에서는 Murman과 Cole의 형식에 따른 차분법을 원 용하여 Crochet, Davies와 Walters의 유한차분법을 개선함으로써, 와도방정식을 수치 근사하는데 있어서, 타원형 구역에서는 중심차분 근사, 쌍곡선형 구역에서는 후진차분 근사하는 방법을 도입 한다. 4장에서는 본 연구의 계산 결과를 R=0에 대한 Davies, Lee와 Webster의 계산결과와 비교하고, 레이저를 이용한 Walters와 Rawlinson의 유동 가시화 실험과도 정성적인 비교를 한다.즉 유동함수의 분포를 실험 및 종래의 계산 결과와 비교하며, 와도, 응력의 분포를 와도의 형식변화 관점에서 검토하였다.
본 연구에서는 Upper Convected Maxwll 유체 및 Leonov-like-Giesekus 유체모형 을 이용하여 축대칭 4:1수축을 지나는 점탄서유체의 유동을 수치해석하였다. 이러한 점탄성 유체의 대한 지배방정식이 타원형-쌍곡선형으로 형식변화되므로 이를 적절히 고려할수 있 는 형태의 와도방정식을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 와도방정식의 수치해석에서는 형 식에 따른 차분법을 도입하였다. 두 유체모형에 대해서 Weissenberg수를 증가시키면서 탄 성의 효과가 모서리와류의 크기, 응력의 분포 지배방정식의 형식변화에 미치는 영향을 살펴 보았다. 수치해석결과 탄성의 효과가 증가할수록 모서리와류가 커지며, 평면유동의 경우보다 훨씬 큰 모서리와류가 관찰되어 기존의 실험결과와 잘 일치하는 것을 볼수 있었다. 또한 수 치해석 결과로부터 와도방정식의 형식변화를 확인할수 있었다.
본 연구에서는 이동최소제곱 차분법을 2차원 동적고체문제를 해석하기 위하여 확장시켰으며 Newmark ${\beta}$ 방법을 통해 explicit와 implicit 시간적분법을 모두 적용하여 그 차이를 비교하였다. 이동최소제곱 차분법은 Taylor 다항식을 이용하여 미분계산을 근사화 함으로써 내부 및 경계에서도 강형식을 그대로 이용할 수 있다. 그래서 계산이 빠르고 수치적분이 필요하지 않아 무요소법의 장점을 잘 살릴 수 있고 해석차수를 손쉽게 조정할 수 있어 cubic 등의 고차 근사계산이 간편하다. 두 가지 수치예제를 통하여 동적해석에 대한 이동최소제곱 차분법의 적용성과 안정성을 검증하였다.
이종재료의 열전달문제 수치해석시 추가적으로 만족시켜야 하는 계면경계조건들의 존재와 계면경계로 인한 불연속면의 처리는 근사함수의 구성 뿐만 아니라 수치기법의 개발 자체를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 계면경계의 불연속성을 모델링하는 특수한 함수를 포함하고 계면경계조건을 항상 만족시킬 수 있는 근사함수를 구성하고, 계면경계문제의 강형식을 직접 이산화하며 고속으로 해를 계산할 수 있는 이동최소제곱 차분법을 제시한다. 계면경계조건이 매입된 이동최소제곱 차분법으로 이종재료의 열전달문제를 해석한 결과, 높은 정확성과 효율성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
진동하는 현의 성질을 나타내는 방법으로 반대 방향으로 진행하는 파가 현과 전송선로에 존재한다는 사실에 기초하여 현은 전송선로에 비유되어왔다. 이러한 비유에서 현의 강역(rigid end)과 변위는 각각 전송선로의 개방회로와 전류로 나타내어졌다. 그러나, 본 연구에서 강역과 변위는 각각 단락회로와 전압에 해당됨이 전송선로의 이론으로부터 밝혀졌고 이를 회로시뮬레이션으로 확인하였다. 이러한 발견에 기초하여 전송선로, 구분적 선형 전류원, 스위치들로 구성된 전송선로 기반 탄현 모델을 제안하였다. 임의로 선택된 지점에서의 전압과 전송선로 끝 극소 부분 양단에서 계산된 전압이 현의 성질을 지배하는 파동방정식의 차분형식(difference form)으로 구한 해당 지점에서 변위와 강역에서의 힘과 일치함을 보임으로서 제안한 모델이 정당함을 증명하였다. 또한, 제안된 모델의 현악기 및 관악기 모델링의 적용성을 제시하였다.
MLS(Moving Least Squares) 차분법은 무요소법의 이동최소제곱법과 Taylor 전개를 이용하여 요소망의 제약 및 수치 적분이 없이 절점만을 이용하여 미분방정식을 수치해석할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 고체역학 문제의 동적해석을 위하여 MLS 차분법의 시간이력해석 알고리즘을 제시한다. 개발된 알고리즘은 Newmark 방법으로 시간적분을 하였으며, 강형식을 그대로 이산화하여 해석을 수행했다. 이동최소제곱법을 이용해 Taylor 전개식을 근사하여 실제 미분계산없이 미분근사식을 얻기 때문에 고차까지 Taylor 다항식의 차수를 증가하는 것이 용이하다. 1차원과 2차원 수치예제들을 통하여 동적해석을 위한 MLS 차분법의 정확성과 효율성을 검증하였다. 수치결과들이 정확해에 잘 수렴하였으며, 유한요소법(FEM)의 해석결과와 비교하여 떨림현상(oscillation) 및 주기성(periodicity) 오차에 대해 보다 안정적인 모습을 보였다.
진동하는 현을 전기적 전송선로에 비유하고 디지털 활에 의해 주어지는 활과 현간 마찰력에 대한 계산을 회로로 구현하여 전송선로 기반 찰현 모델을 구축하였다. 제안된 모델의 성능은 활이 현에 접촉하는 위치에서 현의 속도가 찰현에 대한 파동방정식의 차분형식(finite difference form)으로 구한 속도와 일치함을 보임으로서 증명하였다.
본 논문은 일반적으로 제약 없는 형식 문서 즉, 논-맨하탄(non-manhattan) 형식의 이진문서영상을 분석하는 기법으로서, 연결요소기법에 기반한 특징추출과 이를 이용한 영역분리 및 분류에 관한 새로운 방법을 제안한다. 제안한 방식은 바텀-업(bottom-up)방식으로서 먼저 처리속도의 고속화와 축소시 특징 영역보존을 위해 임계치 축소기법을 사용하고, 축소된 이진 문서영상내의 각 연결된 검은 화소의 집합을 개체화하고 개체의 특성에 따라 텍스트, 신성분, 해프톤, 도형 그리고 표 등으로 분류한다. 영역분류는 두단계로 이루어지는데, 1차분류에서는 우선, B/W 비, 면적, 외각 테두리의 높이와 너비 비, 테두리선유무 등의 특징을 이용하여 해프톤, 수평 수직선, 테두리(표 및 도형)영역을 분리한다. 이후 2차 분류에서는 문자성분의 수평결합을 통한 텍스트행 성분을 추출한다. 마지막 후처리 과정으로 표분석 알고리듬을 통하여 테두리 영역중 표와 도형을 정확히 구분하고, 또한 도형에 관련한 문서성분을 해당 도형 개체에 연결하는 작업을 수행함으로써 완벽한 영역분류를 한다. 다양한 문서영상을 이용한 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리듬의 성능을 입증한다.
본 연구에서는 미분 가능한 함수가 Taylor 전개로 표현되고 그 계수들은 주어진 함수와 미분에 대한 근사값을 제공할 수 있다는 점에 착안하여 m차 Taylor 다항식을 구성하고 이동최소제곱법을 이용하여 그 계수들을 구했다. 계산된 근사함수와 미분을 콜로케이션 개념을 바탕으로 균열 문제를 포함하는 고체문제에 대한 지배 미분방정식에 적용하여 차분식 형태의 이산화된 계방정식을 구성하였다. 본 연구의 해석기법은 격자망(grid)에 의존적이고 근사함수가 없는 유한차분법과 형상함수의 미분과 약형식의 적분산정, 필수경계조건 처리가 어려운 Galerkin법 기반의 무요소법의 단점을 효과적으로 극복한 새로운 수치기법이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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