• Title/Summary/Keyword: 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
    • Journal of Korea Foundry Society
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    • v.21 no.3
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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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Analysis for Measuring the Thermal Diffusivity of Multilayered Composites in Flash Method (다층복합재료의 열확산계수를 섬광법으로 측정하기 위한 해석)

  • Lee, K. S.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.7 no.4
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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.

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

  • 이석호;강문기;박규태
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 1997.11a
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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
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.11b
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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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Effect of Schmidt Number on Calculation of Total Suspension (총 부유량 계산에 대한 Schmidt 수의 영향)

  • Son, Minwoo;Byun, Jisun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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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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Analysis of Salinity Dispersion in Estuaries by an X-Y Numerical Model (X-Y 수치모형에 의한 하구의 염도확산 분석)

  • 강주환;이길성
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.3 no.4
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    • pp.197-208
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    • 1991
  • A depth-averaged X-Y numerical model with transformed coordinates is developed to analyze the salinity dispersion in estuaries. Simulation of intertidal zones, residual current and closed boundary condition are examined. Especially. the improvements in stability and accuracy of the numerical algorithm are made by adopting fractional step method for the dispersion term of the governing equation. The model being applied to the Keum River Esturary, velocity fields and salinity fields are reproduced satisfactorily and the estimation of the dispersion coefficient with respect to the flow fold is also studied.

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

  • 서승원
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.5 no.3
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    • pp.173-181
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    • 1993
  • An improved two-dimensional Eulerian-Lagrangian convection-dispersion model was established after comparing several models. To simulate long term release of discontinuous suspended solid source from coastal dike construction, source was represented by Fourier transformation. It was concluded that this model can effectively simulate long term coastal dispersion problems.

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

  • Kim, Hyo-Seop;Kim, Tae-Hyeong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.33 no.2
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    • pp.181-193
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    • 2000
  • This paper presents the flow and the suspended sediment movement over ripples for oscillatory flows. A new numerical model system is developed, and applied to a laboratory experimental condition of regular waves and a fictitious condition of irregular waves. The flow field is obtained from a programme proposed by Kim et. al.(1994), which is a modified version of SOLA based on SMAC scheme. The sub-model solves the continuity and Reynolds momentum equations in the x-z plane. The wave orbital velocities, shear stresses, and pressure are all reasonably reproduced by the model. The model results on the vertical velocity component show good agreement with the measurements. The suspended sediment transport sub-model is newly set up to solve the advection-diffusion equation of suspended sediment using a split method, and involving a special shear entrainment from the whole ripple surface. The calculated suspended sediment concentrations for regular waves show reasonable agreement with measurements at Deltaflume. The model results for random waves show that the suspended sediment concentration is higher than those for regular waves and that the sediment diffuses higher than for regular waves with the significant wave height and the peak wave period of the irregular waves.

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

  • Sung-Uk Choi
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.31 no.5
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    • pp.599-612
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    • 1998
  • Numerical analysis of convection-dominated transport problems are challenging because of dual characteristics of the governing equation. In the finite element method, a strategy is to modify the test function to weight more in the upwind direction. This is called as the Petrov-Galerkin method. In this paper, both N+1 and N+2 Petrov-Galerkin methods are applied to transport problems at high grid Peclet number. Frequency fitting algorithm is used to obtain optimal levels of N+2 upwinding, and the results are discussed. Also, a new Petrov-Galerkin method, named as "Optimal Test Function Petrov-Galerkin Method," is proposed in this paper. The test function of this numerical method changes its shape depending upon relative strength of the convection to the diffusion. A numerical experiment is carried out to demonstrate the performance of the proposed method.

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

  • Kang, Boo-Sik;Moon, Soo-Jin;Kim, Jin-Gyeom
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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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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