• Title/Summary/Keyword: 평균체적법

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Performance Comparison between Volume and Surface Average Methods in a Strongly-coupled Multi-scale Finite Element Analysis (강한 연결 멀티 스케일 유한요소해석의 체적 평균법과 표면 평균법 성능 비교)

  • Han, Tong-Seok
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.22-25
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    • 2009
  • 대부분의 공학 재료는 다결정으로 이루어져 있으며 정확한 다결정 재료의 거동을 파악하고 예측하는 기술은 구조물의 성능을 검증하고 보장하는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 강한 연결 멀티스케일 해석을 수행하는 중 마이크로 스케일의 거동, 특히 다결정 응력의 평균법에 대하여 연구하였다. 널리 사용되고 있는 체적평균법의 가정에 대하여 정리하고 표면평균법의 근사해로서의 정확도를 평가하였다. 랜덤(random)한 상(phase) 분포 및 적층 상 분포 구조의 2상 다결정 미세구조를 이용하여 평균법의 성능을 비교한 결과 사용된 미세구조의 크기와 구조에 대해서 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 소성 흐름이 큰 이방성 재료의 경우 두 평균법으로 구한 거동의 차이가 증가하여, 미세구조에 따라서는 체적평균법을 적용할 때 주의를 요구할 수 있는 가능성이 있다는 결론을 얻었다.

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Predictions of Heat and Mass Transfer Rates to a Spray Droplet Experiencing Condensation (응축을 수반하는 분무수적으로의 열 및 질량전달률 예측)

  • 이상균;조종철;신원기;조진호;서정일
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1763-1773
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    • 1991
  • 본 연구에서는 포화수증기와 공기의 혼합기내에서 분무수적으로의 열 및 질량 전달률을 계산하기 위하여 수적의 부분혼합모형과 비혼합모형에 대하여 수적내 과도온 도분포의 해석해를 적용성이 보장되면서도 계산상의 어려움이 수반되지 않는 형태로 구하기 위하여 수적내부의 열전도해석에 있어서 적분법을 적용하였다. 적분법으로 얻어지는 과도온도분포의 해는 유한차의 다항식으로 표시되어 비혼합모형인 경우 각시 간 구간의 경계에서의 온도분포가 연속성을 유지하면서 물성치들의 온도에 대한 종속 성이 쉽게 고려되고 계산도 용이한 형태이다. 본 보에서 제시하는 해석결과의 적용 성을 조사하기 위하여 완전혼합모형을 포함하는 세가지 수적모형들에 대한 계산결과들 로부터 얻어진 시간변화에 따른 수적의 무차원 체적평균온도변동을 유효한 실험결과들 과 비교, 검토하였으며, 부분혼합모형에 대하여 혼합기의 압력, 수적의 초기온도, 혼 합기 속에 포함되어 있는 수증기의 체적분율, 수적의 초기크기, 수적의 초기속도 및 분사각도가 주위혼합기로부터 수적으로 전달되는 열 및 질량전달에 미치는 영향을 조] 사하고 도출된 대표적인 검토 결과를 제시하였다.

A study for the target water level of the dam for flood control (댐 홍수조절을 위한 목표수위 산정연구)

  • Kwak, Jaewon
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.54 no.7
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    • pp.545-552
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    • 2021
  • The burden of flood control on the dam under frequently flood due to climate change and especially heavy flood in 2020 year are come to the forward and increased. The objective of the study is therefore to establish the method to estimate capacity and target water level for flood control in actual dam management. Frequency matching method was applied to establish a pair of cumulative distribution function (CDF) based on daily dam inflow and discharge records. The relationship between dam storage and discharge volume represented as a percentage of inflow volume was derived and its characteristics was analyzed. As the result, the Soyanggang (45%) and Chungju Dam (39%) contributing to flood control with temporarily storing flood runoff. The method and diagram to estimate flood control capacity and target water level for flood control in the dam were established. The result of the study could be used as a supplementary data for flood control of the dam according to the rainfall prediction on the Korea Meteorological Administration.

Micromechanical Analysis for Transverse Properties of Ceramic/Metal Composite (세라믹/금속기지 복합재료의 특성예측을 위한 미시역학적 유한요소해석)

  • 김태우;박상환
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.6
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    • pp.575-581
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    • 2001
  • 세라믹/금속기지 복합재료에서 횡방향의 단축인장하중을 받는 경우, 복합재료의 특성에 관한 시뮬레이션 결과이다. 세라믹과 금속기지간 계면에 강한 결합이 존재하는 복합재와, 계면에서의 결합이 약한 복합재의 두 경우에 대하여 횡방향 평균응력과 평균변형율에 대한 관계를 계산하였다. 복합재료의 미시역학적개념과 유한요소해석법을 적용하여 세라믹체적분율의 변화에 따라 각기 해석되었다. 본 연구에서 계산된 횡방향 탄성계수는 문헌에 알려져 있는 미시역학개념으로 유도된 식에 의한 횡방향탄성계수값과 잘 일치되었다. 계면에서 강한 결합이 있는 복합재와는 달리, 약한 결합의 복합재는 인장하중에 의하여 세라믹/금속계면에서 금속재료와 세라믹간의 분리가 발생된다. 이 분리는 전체복합재의 강성을 감소시키며, 금속의 부피분율이 감소될수록 (즉, 세라믹의 부피분율이 증가할수록) 횡방향 평균응력의 평균변형율에 대한 감소로 나타났다. 미시역학의 개념을 적용한 유한요소해석기법을 통하여, 이미 알고 있는 복합재 각 성분의 특성으로부터 복합재료의 계면특성과 횡방향특성을 예측할 수 있다.

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Finite element solutions of natural convection in porous media under the freezing process (동결과정을 포함한 다공층에서 자연대류에 대한 유한요소 해석)

  • Lee, Moon-Hee;Choi, Chong-Wook;Seo, Suk-Jin;Park, Chan-Guk
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.04b
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    • pp.51-56
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    • 2000
  • The Finite Element Solutions Is reported on solid-liquid phase change in porous media with natural convection including freezing. The model is based on volume averaged transport equations, while phase change is assumed to occur over a small temperature range. The FEM (Finite Element Method) algorithm used in this study is 3-step time-splitting method which requires much less execution time and computer storage the velocity-pressure integrated method and the penalty method. And the explicit Lax-Wendroff scheme is applied to nonlinear convective term in the energy equation. For natural convection including melting and solidification the numerical results show reasonable agreement with FDM (Finite Difference Method) results.

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Investigation on the validity of the rule of mixtures (복합재료 혼합법칙의 타당성 검토)

  • 이창성;김승조
    • Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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    • 1999.11a
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    • pp.111-117
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    • 1999
  • 섬유강화 복합재료의 섬유와 수지까지 세부적으로 모델링이 가능한 Direct Numerical Simulation을 통해서 Boron/Aluminum 섬유강화 복합재료의 탄성계수들을 구해 보았다. 수치실험에서는 복합재료를 직교이방성 물질로 가정하였고, 특정 체적에 대한 평균치를 이용해서 물성치를 구하였으며, 혼합법칙에 의해서 구한 값 및 대표체적요소(Representative Volume Element)를 사용해서 구한 값들과 비교하였다. 혼합법칙의 경우, 섬유방향 인장계수(E₁)을 제외한 나머지 물성치들에 대해서는 상당한 차이를 나타내며, 이는 혼합법칙 유도과정에서 가정한 기본가정들이 적절하지 않기 때문이라는 것을 수치실험(Numerical Experiment)을 통해 알 수 있었다.

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Analysis of Shallow-Water Equations with HLLC Approximate Riemann Solver (HLLC Approximate Riemann Solver를 이용한 천수방정식 해석)

  • Kim, Dae-Hong;Cho, Yong-Sik
    • 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.

Development of 2DH hydrodynamic and scalar transport model based on hybrid finite volume/finite difference method (하이브리드 FVM/FDM 기반의 2차원 흐름 및 스칼라 이송 모형 개발)

  • Hwang, Sooncheol;Son, Sangyoung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.105-105
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    • 2021
  • 본 연구에서는 2차원 비선형 천수모형과 수심평균된 스칼라 이송모형을 해석하는 수치모형에 대해 기술하였다. 수치모형의 정확성을 보장함과 동시에 안정성을 높이기 위해 유한체적법, 플럭스 재구성 및 minmod 제한자를 사용하였다. 비선형 천수방정식의 이송항과 바닥 경사항은 계산된 수심의 양수 보존과 흐름의 정상 상태를 보장하기 위한 second order well-balanced positivity preserving central-upwind method를 이용하여 수치적으로 이산화되었다. 마찬가지로, 이송-확산 방정식 내 이송항은 동일한 2차 풍상차분법을 통해 수치적으로 풀이하였다. 격자점 경계면에서의 불연속으로 인한 수치진동을 방지하기 위해 이송항의 계산에 포함된 보존항의 차이로 인해 발생하는 스칼라의 수치확산을 최소화하기 위해 무차원의 비소산함수를 도입하였다. 또한, 확산항은 유한차분법을 이용하여 이산화하였다. 제안된 수치모형은 시간미분항의 계산을 위해 오일러 기법을 적용하여 계산된 수심 및 스칼라의 양수 보존여부와 함께 정지된 흐름의 정상 상태의 보존여부를 확인하였다. 제안된 수치모형의 해석 정확성을 평가하기 위해 1, 2차원 공간 내 다양한 흐름 조건에서의 해석해를 이용한 3개의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 평균 제곱근 오차(Root Mean Squared Error, RMSE)를 산정하여 수치모형의 성능을 정량적으로 평가하였으며, 비소산함수를 적용함에 따라 스칼라의 수치확산이 감소하게 되었음을 확인하였다. 또한, 세 차례의 벤치마크 테스트 결과는 공통적으로 수치모형에 의해 계산된 결과값이 비소산함수를 고려함에 따라 해석해와 잘 일치함을 확인하였다.

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정상인의 두개내 자기공명분광법: 서로 다른 TE에 대한 같은 기종 내 및 다른 기종간의 정상 값의 비교

  • 백문영;조종운;조지연;박청수;이현용;신운재;은충기;문치웅
    • Proceedings of the KSMRM Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.150-150
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    • 2001
  • 목적: 두 종류의 MR 기종에서 정상 성인의 두개 내 Frontal White Matter와 Basal Ganglia를 대상으로 서로 다른 TE에 대해 MR 분광법을 시행하여 기종 내, 기종간의 정상 값의 차이가 있는지 알아보았다. 대상 및 방법: 신경학, 형태학적으로 이상이 없는 8명의 자원자(평균나이 24세)를 대상으로 하였고 지원자 개개인에게 두 개의 서로 다른 1.5T MR 기종(A, B기종)에서 각각 TE를 달리하여 Frontal White Matter, Basal Ganglia를 대상으로 MR 분광법을 시행하였다. 사용한 pulse sequence는 PRESS 방법이며, TR/TE는 3000/22(25),136(144)msec, 선택체적의 크기는 20$\times$20$\times$20(mm$^3$)로 하였다. MR 기종 A는 manual prescan, B는 automatic prescan을 이용하여 최적의 분광정보를 얻었다. 각각의 MR장치에서 얻은 분광 데이터는 본 기관에서 제작된 S/W로 PC에서 처리하여 각 대사물질 피크 면적의 NAA/Cr, Cho/Cr값을 구하였고, TE값에 따라 MR 기종 내 및 기종간의 정상 값의 차이가 있는지 알아보기 위해 Faired-Comparison t-test(p<0.05)를 이용하여 분석하였다.

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