• 제목/요약/키워드: 파동방정식

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위상을 포함한 다방향 불규칙파 조건에서의 이안류 수치모의 (Numerical Simulations of Rip Currents Under Phase-Resolved Directional Random Wave Conditions)

  • 최준우
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.238-245
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    • 2015
  • Choi et al.(2015)은 최근 Boussinesq 방정식 모형인 FUNWAVE를 이용하여, 다방향 불규칙파 조건으로 SandyDuck 현장실험 조건의 연안흐름을 수치모의하여, 연안류 유속분포 뿐만 아니라 전단파동 등의 계산결과가 관측결과와 잘 일치함을 보였다. 이 연구모형을 기반으로 SandyDuck 지형과 더불어 다방향 위상의 상호작용에 의해 발생되는 연안방향의 파에너지 비균등성이 이안류 발달에 미치는 영향을 고찰하기 위해 수치모의를 수행하였다. 이 결과 지형에 의해 발생하는 이안류가 지배적인 규칙파 조건과 달리 다방향 불규칙파 위상의 상호작용에 따른 돌발적 이안류의 발생이 추가되어 매우 복잡한 쇄파대의 연안 순환흐름을 재현함을 알 수 있었다.

응력변형을 겪는 Si 반전층에서 전자 이동도 모델 (Electron Mobility Model in Strained Si Inversion Layer)

  • 박일수;원태영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권3호
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • [ $Si_{1-x}Ge_x$ ] 위의 Si 반전층에서의 이동도를 반전층에서의 양자현상(버금띠 에너지와 파동함수)과 완화시간어림셈을 고려하여 계산하였다. 반전층에서의 양자현상은 슈뢰딩거 방정식과 포아슨 방정식을 자체 모순없이 계산하여 얻었다 완화시간은 밸리내 산란과 밸리사이 산란을 고려하여 계산하였다. 그 결과 Ge 함량이 증가됨에 따라 이동도가 증가되는 이유는 4-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도보다 2-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도가 약 3배 정도 크며 대부분의 전자가 밸리의 분리에 의해 2-폴드 밸리에 존재하기 때문이라는 것을 알 수 있었다. 한편, 포논 산란만을 고려한 이동도를 실험치와 일치시키기 위하여 전체 이동도에는 반전층 계면에서의 산란과 쿨롱 산란을 포함시켰다. 계산된 전계, 온도, 그리고 Ge 함량에 의존하는 이동도는 실험치와 근접하도록 변형포텐셜을 설정하였으며 정확한 결과를 위해서는 Si 에너지띠의 비포물성을 고려해야함을 확인하였다.

유한요소법을 이용한 개수로단면급확대부의 순환현상해석 (Finite Element Analysis for Circulation Phenomena in Sudden Expansion of Open Channel)

  • 윤태훈;서승원
    • 물과 미래
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    • 제21권1호
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    • pp.67-76
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    • 1988
  • 수심에 대하여 평균을 취한 2차원 연속방정식 및 운동방정식에 Galerkin형 유한요소법이 적용되어 개수로 단면급확대부의 순환현상을 해석하였다. 모형의 타당성실험이행하여진 단순한 수로에서의 파동실험결과, 본 모형이 L2오차 0.5% 이내에서 만족스럽게 수렴학 있으며, 댐파괴시 수면곡선해석에서도 수치해와 정확도가 거의 일치하는매우 양호한 결과가 도출되어 모형의 타당성 및 유용성이 제시된다. 순환흐름 해석시 초기조건으로 주수로부의 흐름을 정의하는 새로운 조건이 도입되어 이용되었고, 측벽경계조건으로는 Neumann 조건 이외에 slip 조건을 취하여 실험한 결과 slip 조건이 no-slip 조건일 때의 강한 경계층을 배제하는 타당한 측별경계조건으로 판단된다. 본 모형을 개수로단면급확대부에 적용한 결과 하상마찰 및 유효전단에 기인된 난류의 영향은 크지 않은 반면 이송가속도는 순환흐름에 지대한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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해양구조물의 파력산정을 위한 3-차원 무한요소 (THREE-DIMENSIONAL INFINITE ELEMENTS FOR WAVE FORCE EVALUATION OF OFFSHORE STRUCTURES)

  • 박우선;윤정방
    • 전산구조공학
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    • 제4권4호
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    • pp.135-144
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    • 1991
  • 본 논문에서는 해양구조물에 작용되는 파력을 산정하고 구조물-유동의 상호작용을 해석하기 위하여 유동장을 유한요소법으로 모형화하여 해석할 때에, 효과적으로 적용될 수 있는 유체의 3차원 무한요소를 개발하였다. 유동의 수식화는 선형파동이론에 근거하였고, 구조물의 크기가 비교적 큰 경우를 대상으로 함으로써 유동의 관성력항이 지배적이므로, 점성저항력의 영향을 무시하였다. 유동의 지배방정식이 속도포텐셜에 대한 라플라스 방정식으로 주어지고, 구조물의 표면, 수면 및 해저면을 경계로 하여, 수평방향으로는 무한대로 펼쳐진 영역에서 정의된 문제를 효과적으로 해석하기 위하여, 두 종류의 유동요소를 개발하였다. 하나는 무한원방향으로 방사되는 파를 모형화 하기 위한 무한 요소이며, 다른 하나는 심해조건에서 유용하게 적용될 수 있는 가상바닥경계요소이다. 본 연구에서 제안한 유동요소들의 유용성과 효율성은 여러가지의 부유식 해양구조물에 대한 예제해석을 통하여 입증하였다. 같은 에제에 대하여 다른 방법으로 해석한 타 문헌상의 결과와 비교할 때, 본 연구에서 개발한 유동요소를 사용한 방법이 매우 좋은 결과를 줌을 알 수 있었다.

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내부 및 외부 유체와 연성된 파이프의 진동 해석 (Vibration of Pipes Coupled with Internal and External Fluids)

  • 유정수
    • 한국음향학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.142-150
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    • 2012
  • 도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)은 단면의 형상이 길이방향으로 일정한 도파관 구조물의 진동을 해석하기 위한 수치해석 기법이다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 길이방향 파동 전파를 해석하므로 기존의 유한요소법에 비해 해석 모델의 크기가 작고 연산 시간이 짧다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 도파관유한요소법을 확장하여 내부 및 외부에 유체가 채워진 도파관 구조물에 대한 진동 해석을 수행하였다. 이를 위해 내부 유체와 도파관 구조물은 WFE로, 외부 유체는 파수경계요소 (waveguide boudnary element, WBE)로 모델링하고 이들을 연성시킨 운동방정식을 제시하였다. 이 방법의 적용 예로써 내부에 물이 채워진 몰수된 파이프의 진동 및 방사 음향 파워를 해석하였다. 내부 및 외부 유체의 유/무에 따른 분산 선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 유체 연성의 효과를 살펴보았다.

시추공 레이다를 위한 안테나 전파의 수치 모델링 -프로그램 개발- (Numerical Modeling of Antenna Transmission for Borehole Ground-Penetrating Radar -Code Development-)

  • 장한누리;김희준
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.265-270
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    • 2006
  • 지중 레이다 탐사에서 고주파수 전자파의 전파 현상은 복잡하다. 전자파 전파에 현상을 지배하는 물리적인 과정에 대한 이해를 향상시키기 위해서, 본 논문에서는 원통좌표계 맥스웰 방정식의 시간영역 유한차분법을 소개한다. 이 접근법은 시추공 지중 레이다탐사와 관련된 전자 파동장의 전파형을 모델화할 수 있다. 이 알고리듬은 완전정합층(PML)을 통한 흡수경계, 주파수 의존성 매질, 그리고 유한 길이 송신 안테나에서 쉽게 이행될 수 있다.

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유전체 클래드를 갖는 원통형 유전체 공진 안테나 설계 (Design of a Cylindrical Dielectric Resonator Antenna with a Dielectric Clad)

  • 이권익;김흥수
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제40권4호
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    • pp.54-59
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    • 2003
  • 본 논문에서는 유전체 클래드를 갖는 원통형 유전체 공진 안테나를 설계하고 해석하였다. 우선 원통형 유전체의 파동 방정식으로부터 단일 원통형 유전체 공진 안테나의 설계 제원을 산출하였다. 다음으로 유전체 클래드의 영향은 클래드의 두께와 유전율 값을 이용하여 해석하였다. 그 결과 유전체 클래드의 외부 반경 대 원통형 유전체의 반경비 b/a를 1.3으로 하고 클래드의 상대 유전율 값을 내부 유전체의 1/3로 선정하였을 때, 비대역폭이 49%로 기존 안테나보다 2.3배 정도 개선되었다. 그러나 유전체 클래드의 두께와 상대 유전율 값의 변화에 따른 방사 패턴, 빔폭 및 이득 등에는 큰 영향이 없었다.

이산형 열-음향 모델을 이용한 부하 변동시 가스터빈 연소 불안정 특성 (Combustion Instability of Gas Turbine with Segmented Dynamic Thermo-Acoustic Model under Load Follow-Up)

  • 정지웅;한재영;정진희;유상석
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제29권5호
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    • pp.538-548
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    • 2018
  • The thermo-acoustic instability in the combustion process of a gas turbine is caused by the interaction of the heat release mechanism and the pressure perturbation. These acoustic vibrations cause fatigue failure of the combustor and decrease the combustion efficiency. This study is to develop a segmented dynamic thermo-acoustic model to understand combustion instability of gas turbine. Therefore, this study required a dynamic analysis rather than static analysis, and developed a segmented model that can analyze the performance of the system over time using the Matlab/Simulink. The developed model can confirm the thermo-acoustic combustion instability and exhaust gas concentration in the combustion chamber according to the equivalent ratio change, and confirm the thermo-acoustic combustion instability for the inlet temperature and the load changes. As a result, segmented dynamic thermo-acoustic model has been developed to analyze combustion instability under the operating condition.

상류막 방식과 하류막 방식의 Ludwieg Tube에서 발생하는 유동특성에 관한 연구 (A Study on the Flow Characteristics in the Upstream- and Downstream-Diaphragm Ludwieg Tubes)

  • 신춘식;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.363-366
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    • 2010
  • 여러 형태의 풍동장치 중에서 Ludwieg Tube(LT)는 높은 레이놀즈수 유동을 실현할 수 있는 가장 적합한 장치로 알려져 있다. 일반적으로 LT는 격막의 위치에 따라 두 종류로 구분된다. 본 연구에서는 상류막 방식과 하류막 방식 LT의 작동특성을 조사하기 위하여, 수치해석적인 방법을 적용하였다. 수치해석에서는 2차원 축대칭, 비정상, 압축성 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하였다. 그 결과, 본 수치해석은 시동과정의 유동 메커니즘을 파동선도를 이용하여 상세하게 설명하였으며, 시동 시간과 작동시간의 특성을 조사하였다.

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자체회절 진동에 의한 포토폴리머 홀로그램의 격자 위상측정 (Grating phase measurement of photopolymer hologram by self-diffraction oscillations)

  • 경천수;성기영;곽종훈;최옥식;이윤우;이인원;서호형;이일항
    • 한국광학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.328-334
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    • 1999
  • Acrylamide를 홑몸체로 하는 포토폴리머에서 두광파혼합(two-wave energy coupling)실험을 하였다. 외부의 전기장이나 비선형 매질의 이동, 또는 두 입사파 중 광파의 위상이동 없이 자체회절 진동(self-diffraction oscillations)로 측정되었다. 이러한 현상을 설명하기 위하여 위상격자와 흡수격자가 혼합된 격자(mixed grating)와 두 광파의 에너지 결합동안에 형성되는 강도 간섭무늬에 대해 공간 위상 이동(nonlocal response)이 있는 경우를 가정하여, 수정된 Kogelnik의 결합파동 방정식을 유도하였다. 측정된 자체회절 진동을 통하여 포토폴리머의 위상격자(phase grating)는 강도격자(intensity grating)에 대해$\pm$50。의 위상 이동이 있음을 알았다.

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