• 제목/요약/키워드: 확산방정식

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Numerical Simulation for the Prediction of Microstructural Evolution in Steels during Various Heat Treatments

  • Kwahk, Si-Young;Choi, Jeong-Kil
    • 한국주조공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.192-197
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    • 2001
  • 본 연구에서는 여러 다른 냉각속도로 냉각되는 강의 조직과 경도를 예측하는 수치 해석을 수행하였다. 해석 프로그램은 확산과 비확산 변태에 대한 변태 이행 방정식과 유한차분법을 이용하여 제품에 대해서 온도분포 및 조직변태에 대한 예측을 수행하고 또한 경도를 예측하도록 하였다. 해석 결과와의 비교를 위해 여러 다른 냉각속도로 냉각되는 AISI 410시편들에 대한 일련의 시험을 행하여 각각의 조직과 경도를 구하였으며 특히 온도해석에 사용하는 열전달계수는 실험을 통하여 구한 값을 사용하였다. 실험에 의해 구해진 결과는 해석 프로그램을 이용한 값과 잘 일치 하였다.

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다층복합재료의 열확산계수를 섬광법으로 측정하기 위한 해석 (Analysis for Measuring the Thermal Diffusivity of Multilayered Composites in Flash Method)

  • ;이관수;이흥주
    • 대한기계학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.477-482
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    • 1983
  • 섬광법의 응용범위를 증대하기 위하여 시편 저, 후면에서 복사와 대류 열손실이 있고, 전면에 임 의 열원이 가해지는 3층 복합재료의 열확산 방정식을 Green 함수를 도입하여 해석하였다. 본 해 석결과는 고체 재료를 1층 재료로 표면처리를 실시한 얇은 층 또는 코오팅 재료를 2층재료로, 용 기내에 들어있는 액체나 기체를 3층 재료로 하여 저온으로부터 고온에 이르기까지 광범위한 온 도에 걸쳐 열확산 계수를 구하는데 응용될 수 있다.

개선된 확산방정식에 의한 정지영상의 CCD 잡음 제거 (Noise removal in still images based on modified diffusion equation)

  • 이석호;강문기;박규태
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 1997년도 학술대회
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    • pp.87-90
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    • 1997
  • 본 논문에서는 영상의 잡음(noise) 제거를 위한 새로운 diffusion모델을 제안한다. MOD모델 (mean curvature diffusion model)은 영상의 잡음 제거 때 유발되는 경계선의 blurring을 지양할 수 있는 장점이 있는 반면에 수렴상태(convergence state)를 갖지 못한 단점을 안고 있다. 본 논문에서는 MCD 모델에 min/max switch를 결합시킴으로써 MCD모델이 갖고 있던 문제점을 개선하였다. 제안하는 diffusion 모델은 scheme의 반복적인 적용에 대해서 실질적으로 그 결과가 더 이상 변동하지 않는 수렴상태(convergence state)를 가진 매우 안정적인 시스템이다.

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Monte Carlo 방법을 이용한 밀도측정계기의 기하학적 배치

  • 최원철;이석근;황주호;전흥배;양세학;권정광
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(2)
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    • pp.639-646
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    • 1996
  • 직접적 또는 실험적인 방법들에 의한 밀도측정계기의 설계는 많은 시간의 소비와 인적, 물적인 비용의 소모가 요구되기 때문에 계산된 속(flux) 분포에 근거한 비실험적인 방법들이 일반적으로 사용된다. 이전에는 2그룹 확산방정식으로 밀도측정계기를 설계해 왔으나 복잡한 기하학적 모사에서의 한계로 인하여 계산시간의 문제로 도외시되었던 몬테카를로(Monte Carlo) 방법이 컴퓨터 기술의 발전으로 유용하게 되었다. 본 연구에서는 3차원 모델링이 가능하고 검증용 프로그램으로 알려져 있으며 몬테카를로방법을 사용하는 MCNP 코드를 이용하여 밀도측정계기의 기하학적 배치를 제시하고자한다.

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총 부유량 계산에 대한 Schmidt 수의 영향 (Effect of Schmidt Number on Calculation of Total Suspension)

  • 손민우;변지선
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.169-169
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    • 2015
  • 유사 입자의 크기는 유사의 특성 및 그에 따른 거동 변화에 중요한 영향을 미친다. Stokes 침강 속도 모형에서 유사의 침강 속도에 가장 많은 영향을 주는 인자는 유사의 크기인 것 또한 확인된다. 유사 입자의 크기가 약 $60{\mu}m$보다 작은 유사들은 알갱이 사이의 점착력을 무시할 수 없다. 이로 인해 유사들은 응집 현상을 겪으며 입자 본래의 크기보다 크기가 큰 플럭을 형성하는 점착성 유사로 분류된다. 응집 현상이란, 흐름 내 점착성을 띠는 일차입자(Primary Particle)가 응집과 파괴를 반복하며 플럭을 형성하는 현상을 뜻한다. 입자 간의 충돌을 통해 응집이 진행되며 난류 전단으로 인해 형성된 플럭의 파괴가 발생한다. 많은 연구에서 점착성 유사의 충돌을 야기하는 가장 지배적인 원리는 난류라 알려져 있다. 이러한 응집 현상으로 인하여 플럭의 크기와 밀도는 지속적으로 변화를 겪으며 비점착성 유사와 다른 특징들을 보인다. 흐름에 존재하는 유사의 이동은 이송-확산 방정식을 통해 표현된다. 이송-확산 방정식은 시간 변화에 따른 농도의 변화를 입자의 침강과 난류 및 유사 자체의 특징에 의한 확산으로 해석한다. 침강속도로 대변되는 이송과 달리, 확산은 난류흐름 내에서 유사가 확산되는 정도를 정량화하기 위한 인자가 요구된다. 난류에 의한 유사의 확산은 유사 자체 특성에 따른 물질 확산에 비하여 매우 큰 값을 가지며, 이를 확산 계수로 개념화 한다. 확산계수는 와점성계수와 Schmidt 수(${\sigma}_c$)의 비로 정의된다. ${\sigma}_c$는 난류의 점성과 난류로 인한 부유과정에 의해 유사가 확산되는 정도를 나타낸다. 이에 따라 ${\sigma}_c$의 변화가 유사의 부유 및 침강거동에 많은 영향을 미칠 것이라 판단되나, 국내외에서 수행된 연구 동향에서는 ${\sigma}_c$를 0.5부터 1.0 사이의 상수를 적용하여 수행되었다. 이에 본 연구에서는 ${\sigma}_c$의 크기에 따라 달라지는 유사의 부유 및 침강 변화에 의한 총 부유량을 살펴보고자 한다. 유사의 점착성을 고려할 수 있는 1DV 수치 모형을 이용하여 비점착성 유사와 점착성 유사를 대상으로 수치연구를 수행하며, 유사의 크기 및 ${\sigma}_c$의 변화에 따른 총 부유량 경향을 살펴본다. 그 결과, 점착성 유사는 ${\sigma}_c$의 증가에 따라서 유사의 총 부유량이 증가하는 현상이 나타난 반면 비점착성 유사는 ${\sigma}_c$의 증가에 따라 유사의 총 부유량이 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 크기가 아주 작은 비점착성 유사를 대상으로 수치 연구를 수행한 결과, ??에 따른 총 부유량의 경향은 유사의 점착성에서 기인하는 것이 아닌 입자의 크기로부터 야기되는 특성이라는 결론이 도출되었다.

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X-Y 수치모형에 의한 하구의 염도확산 분석 (Analysis of Salinity Dispersion in Estuaries by an X-Y Numerical Model)

  • 강주환;이길성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.197-208
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    • 1991
  • 좌표변환된 깊이방향 평균 X-Y 수치모형을 수립하여 하구에서 염도확산을 분석하였다. 조간대의 수치적 모의, 잔차류, 폐경계조건 등이 검토되었으며, 특히 지배방정식 중 확산항의 처리에 시간분할방법(fractional step method)을 이용하여 수치해의 안정성 및 간편성을 도모하였다. 개발된 모형을 금강하구에 실제 적용하여 유속장과 염도장을 만족스럽게 재현시켰으며 유속장에 따른 확산계수산정에 대해서도 연구하였다.

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2차원 Eulerian-Lagrangian 모형을 이용한 연안해역의 확산해석 (Coastal Dispersion Analysis Using Two-Dimensional Eulerian-Lagrangian Model)

  • 서승원
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.173-181
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    • 1993
  • 확산-이송 방정식 모델을 비교, 고찰하여 개선된 2차원 Euierian-Lagrangian 방법에 의한 수치기법을 수립하였다. 실제해역에서 장기간 단속적으로 방류되는 방조제 공사시의 토사확산을 모의하기 위하여 Fourier 공수를 이용하여 source항을 표현하였다. 연구결과 본 Eulerian-Lagrangian 모형은 장기간의 연속적 및 단속적 연안해역의 확산을 매우 효율적으로 모의할 수 있었다.

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파랑존재시 해저 모래결위의 부유사 농도분포 (Suspended Sediment Concentrations over Ripples for Waves)

  • 김효섭;김태형
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.181-193
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    • 2000
  • 본 논문에서는 파랑이 존재할 때 모래결위에서의 흐름과 부유사의 거동에 관하여 기술한다. 새로운 수치모형시스템을 구축하였으며 이를 규칙파랑을 이용한 기존 실험실 실험조건과 가상적불규칙파랑조건에 적용하였다. 흐름장 계산은 SMAC 방법에 근거한 프로그램 SOLA를 Kim 등(1994)이 일부 수정하여 제시한 프로그램을 사용하였다. 흐름계산 부모형은 x-z 면에서의 연속방정식과 Reynolds의 운동방정식을 기본방정식으로 한다. 흐름부모형으로 파랑궤적도, 전단응력, 압력의 분포를 계산하였다. 모형실험결과 중 수직방향궤적도는 관측자료와 잘 일치하였다. 퇴적물이동 부모형은 부유사의 이류확산을 나타내는 식을 기본방정식으로 한다. 수치기법은 분리기법을 이용하며, 모래결 표면으로부터 퇴적물이 연행되어 유체내로 투입된다. 규칙파랑 실험조건에 수치모형을 적용한 결과, 부유사농도의 연직분포가 Deltaflume의 실험자료와 유사하게 재현되었다. 가상적인 불규칙 파랑조건에 모형을 적용한 결과 부유사농도의 높게, 부유사확산 범위가 더 넓게 예측되었다.

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최적시행함수 Petrov-Galerkin 방법 (Optimal Test Function Petrov-Galerkin Method)

  • 최성욱
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.599-612
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    • 1998
  • 수송방정식의 양면적은 특성으로 인하여 이송항이 지배적인 흐름에 있어서 수송방정식의 수채해석은 매우 난해하다. 특히 유한요소법을 사용하여 수치해석할 때, 상류방향으로 더 많은 가중치를 두기 위하여 변화된 시행함수를 사용한다. 이러한 방법을 Petrov-Galerkin 방법이라고 한다. 본 논문에서는 N+1 과 N+2 Petrov-Galerkin 방법을 격자 Peclet 수가 큰 수송문제에 적용하였다. 주파수맞춤 기법을 사용하여 N+2 Petrov- Galerkin 방법을 격자 Peclet 수가 큰 소송문제에 적용하였다. 주파수맞춤 기법을 사용하여 N+2 Petrov-Galerkin 방법의 적정 풍상정도를 찾아내었고, 그 결과를 토의하였다. 이 기법의 시행함수는 이송항과 확산항의 상대적 크기에 따라 그 모양이 변화된다. 수치실험을 통하여 제시된 새로운 수치해석기법의 우수성을 설명하였다.

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물리적 기반의 2차원 분포형 강우-유출모형의 개발 (Physical based Development of 2-Dimensional Distributed Rainfall-Runoff model)

  • 강부식;문수진;김진겸
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.257-257
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    • 2011
  • 현업에서 사용하는 유출해석 기본이론은 연속방정식과 운동방정식으로서 운동파가정(kinematic wave analogy)을 기반으로 한 집중수문모형(lumped hydrologic model)에 의하여 수행되고 있지만 집중형 모형은 한 매개변수에 여러 가지의 물리적 과정을 개념화하여 담고 있기 때문에 유출과정에 대한 섬세한 모형화의 제약으로 인하여 유역고유의 매개변수값을 찾기가 쉽지 않은 단점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 물리적 기반의 2차원 분포형 강우-유출모형을 개발하고자 하며 이는 완전분포형 수문동역학적 모형으로 지표흐름과 침투과정, 기저유출과 관련된 과정을 모의한다. 본 모형은 공간적으로 변화하는 침투량과 소규모 및 대규모의 지형학적 특성을 사용하는 St. Venant 방정식을 사용하고 개발될 모형은 모든 스케일에서의 수심과 유량을 계산할 수 있으며 Richard 방정식(또는 선택적으로 Green-Ampt 방정식 채택)을 이용하여 정밀한 침투량 모의가 가능하다. 또한 레이다등의 고해상도 강우관측자료를 지점자료와 합성하여 입력자료로 사용할 수 있도록하고자 하며 강우-유출모형에 다목적댐이나 보등에서의 유량조절효과를 반영하고, 다목적댐군에서의 연계운영모의가 가능케 함으로서 현업의 운영자들이 실무에서 실질적으로 활용할 수 있는 형태의 모형을 개발하고자 한다. 이는 국내에서의 2차원 분포형 강우-유출모형을 자체 개발함으로서 연구역량을 제고하고, 국내 현업기관에서의 분포형 모형기반의 홍수모니터링 및 전망시스템의 확산에 기여할 것으로 예상된다.

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