• Communications of Mathematical Education
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• v.10
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• pp.351-379
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• 2000

교과서에 나오는 방정식의 해법이 어떤 과정을 거쳐 얻어진 것인지를 정확하게 이해시키기 위해서, 유리계수 다항방정식의 해법을 1차, 2차, 3차, 4차, 5차 방정식의 차례로 수학사적으로 고찰한다. 이를 통해서 방정식의 해법이 고정되어 있는 것이 아니라, 지금도 발전과정에 있다는 것을 보여줌으로써 수학에 대한 흥미를 가지게 하고 올바른 인식을 가지도록 한다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.3 no.3
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• pp.103-109
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• 2003

Functional equations are useful in the expermental science because they play very important to formulate mathematical moods in general terms, through some not very restrictive equations, without postulating the forms of such functions. In this paper n solve one of a generalized quadratic functional equation (equation omitted) and prove the stability of this equation.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.28.1-28.1
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• 2010

이 연구에서는 기존 선형 상대운동방정식에 차등중력, 주위성의 이심율, J2 섭동 등의 비선형항을 추가하여 보다 정확한 상대운동방정식을 만든 후 섭동이론을 적용하여 위성편대 연료최적화 재배치 문제에 대한 근사 해석해를 구하고자 한다. 먼저, 비선형 섭동항을 테일러 급수를 이용하여 2차항까지 전개한 후, 이를 기존 선형상대운동방정식에 추가하여 새로운 비선형 상대운동방정식을 만든다. 이 때 사용된 선형상대운동방정식은 힐스 방정식으로 주위성의 궤도가 일반적인 타원이고 위성 간 상대거리가 충분히 가깝다고 가정한다. 최적화 조건으로부터 상태벡터와 라그랑지 곱수로 이루어진 연립 미분방정식이 만들어 지는데, 이 식은 힐스 방정식에 기인한 선형부분과 2차 비선형항에 기인한 섭동부분으로 나뉜다. 이 때, 이 연립미분방정식의 해는 선형부분의 해와 섭동으로 인한 변화량의 합으로 근사할 수 있으며 그 변화량은 섭동이론을 적용하여 얻을 수 있다. 이와 같이 얻어진 해는 여러 섭동의 비선형항을 2차까지 포함한 상대운동방정식을 사용했기 때문에, 기존 선형상대운동방정식을 사용하여 구한 최적해 보다 더 정확한 결과를 얻을 것이라 예상한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.34 no.6
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• pp.651-657
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• 2001

The second-order long waves generated by short wave groups propagating over a step are theoretically investigated. The diffraction of short waves is firstly formulated and the governing equations of second-order long waves are then derived by using a multiple-scale perturbation method. It is observed that free and locked long waves are generated and propagated with different velocities.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.158-158
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• 2011

천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.7 no.2
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• pp.150-161
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• 1993

원초변수를 이용한 Navier-Stokes 방정식의 수치계산기법을 개발하고, 이를 응용하여 backward facing step의 층류 유동을 계산하였다. 직교좌표계에서의 비압축성 Navier-Stokes방정식을 풀기위해 시간과 공간항을 2차 정도의 유한 차분을 사용하여 이산화하였고 비교차격자계를 사용하여 양해법으로 수치 계산하였다. 운동량방정식과 연속방정식으로 부터 유도된 압력방정식(pressure-poisson equation)을 이용하여 무발산 조건을 만족시켰ㄲ다. Backward facing step의 층류 유동을 100.$\leq$R$_e$$\leq$1000 범위에 대해서 수치 계산하였으며 실험결과와 잘 일치하는 결과를 구할 수 있었다. 특히 step뒤에서 생기는 박리구간의 길이는 다른 계산결과들보다 실험치에 가까운 값을 얻을 수 있었으며, Re가 600보다 클때는 위쪽 벽에 또 다른 박리 유동이 발생되는 현상이 예측되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.207-207
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• 2020

하천으로 유입된 오염물질의 거동을 정확하게 예측하는 것은 하천 시스템의 수질 유지관리에 매우 중요하다. 본 연구에서는 1차 감쇠율(decay rate)을 가진 비보존성 오염물의 비정상 이송해석 방정식의 해를 위해 유한체적기법이 개발되어졌다. 하천 흐름 해석을 위해 자연형 단면에서의 마름-젖음 해석이 가능한 기법이 도입되었다. 이 기법은 2차-정도의 정확성와 Courant 수가 1 까지 안정함을 보장한다. 도입된 기법은 Godnov 형의 유한체적기법을 이용하여 St. Venant 방정식들을 해석하였고 질량 및 운동량 플럭스는 Roe 형의 Riemann Solver 를 사용하여 연산하였다. 오염물의 이송 해석은 추가적인 이송-확산 방정식을 도입을 통해 기존의 St. Venant 방정식과 함께 풀려질 수 있다. 추가된 방정식과 St. Venant 식은 3×3 eigenstructure를 구성하였고 이는 2차원 흐름해석 기법과 유사하게 해석될 수 있었다. 본 연구 모형의 검증을 위해 오염물의 계속적 주입을 가정한 가상 및 실제 하천에 적용되었다. 연구된 기법은 모든 적용에서 합리적 정확도를 가지고 오염물질의 연속적인 특성을 잘 모의하고 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.05a
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• pp.289-292
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• 2002

2계 선형 상미분방정식의 경계치 문제는 보통 해를 구하고자 하는 구간의 양 끝점에서 도함수의 값을 임의로 선정한 후 각 점에서 초기치 문제의 해를 구한 다음 적절한 1차 결합을 이용하여 구하게 된다. 이 경우 초기값과 도함수 값을 사용한 반복연산이 수반되며 따라서 오차의 누적이 불가피 하게 된다. 이 논문에서는 이같은 오차의 누적을 피할 뿐 아니라 3차 Spline 함수를 사용함으로써 오차가 O( $h^2$)인 해를 구하는 방법에 대하여 기술한다 두 개의 경계조건과 근사값을 구하고자 하는 점에서의 함수 값을 "If x is $B_{i}$, then f is $C_{i}$"와 같은 Fuzzy Rule들로 변형하고 주어진 미분방정식을 상수 $C_{i}$들의 관계식으로 변형하여 해를 구하였다. 산출된 결과로부터의 보간 연산은 Fuzzy System사용에 의하여 대체되었다. 이상의 방법으로 산출한 해의 근사오차가 O( $h^2$).임을 증명하였으며 3개의 예제에 대한 계산결과를 4계 Runge-Kutta 방법에 의한 해와 비교하여 기술하였다였다였다였다

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.42-43
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• 2000

레이저 시스템에서의 혼돈에 관한 연구는 Q-스위칭 레이저$^{(1)}$ , 모드록킹 레이저$^{(2)}$ 그리고 Nd:YAG 레이저의 제2차 고조파에서$^{(3)}$ 실험적으로 수행되었다. 또한 이러한 실험적인 결과들을 레이저 비율 방정식을 사용하여 이론적으로 분석하고자 하는 방법들이 보고되었다.$^{(4-6)}$ 그러나 이러한 노력에도 불구하고 여전히 비율 방정식만으로는 만족스럽게 설명하지 못하는 레이저 혼돈 현상들이 많이 존재한다. 레이저시스템에서 알려지지 않은 현상들 중 하나가 발진 문턱 근처에서의 행동이다. 레이저 시스템은 양자 잡음, 펌핑 잡음 등에 의한 잡음 현상들을 나타내는데, 이것들은 때때로 특히 발진 문턱에서의 레이저 동작에 중요한 역할을 한다. 그러한 경우 잡음에 관한 정확한 정보를 가지고 있지 않는 한 비율 방정식만으로 혼돈 현상들을 설명하기란 매우 어려운 일이다. 발진 문턱 근처에서의 레이저 출력에 관한 혼돈 현상은 최근에 수행된 연속 발진 Nd:YAG 레이저와$^{(7)}$ Q-스위칭 Nd:YAG 레이저를$^{(8)}$ 제외하면 보고된 것이 거의 없다. 본 논문에서는 작은 주기적인 변조가 가해진 다이오드 레이저로 들띄운 Nd:YAG 레이저의 내부 발생형 제2차 고조파의 출력이 나타내는 혼돈 현상이 바로 on-off 간헐성임을 보여주는 실험결과를 보고하고자 한다. (중략)

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.2
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• pp.139-146
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• 1996

2차원 비점성 Euler 방정식의 Stuart 해에 의하여 주어지는 주기적인 유동장, 소위 말하여 Stuart와동장내에 놓여있는 아주 작은 비대칭성 입자의 다양한 부력 변수에 따른 침 강운동을 고찰하엿다. 본 연구에서 사용한 수치방법은 매질의 준전적인 Stokes 방정식과 입 자의 평형방정식을 연계하였다. 다양한 초기 배향각 또는 형상비에 따른 궤적이나 각변화를 예측하기 위하여 힘과 토오크 관계식을 입자의 운동방정식에 적용하였으며 4차 Runge-Kutta 방정식을 이용하여 입자의 운동을 규명하였다.