비정상 Euler 방정식 틀에서 동안정 미계수의 정상 예측 방법을 제안하였다. 새로운 접근방법은 비정상 지배방정식을 수정하지 않고 정상 예측방법을 적용하도록 해 준다. 제안된 방법을 통해 lunar 코닝운동 및 나선운동을 사용하여 피치감쇠 계수 합과 개별 값을 계산하였다. ANSR 형상과 Basic Finner 형상에 대한 계산결과는 PNS 계산결과, 실험치, 그리고 비정상적 예측방법을 사용한 결과와 잘 일치하고, 직교좌표계에서 정상적 예측 방법이 피치감쇠 계수의 예측에 성공적으로 적용될 수 있음을 보여준다.
시리즈 60과 실제 선형주위의 파도를 MAC(Marker And Cell) 법에 의해 격자간격이 변화하는 Staggered좌표계에서 계산하였다. 지배방정식으로는 오일러(Euler) 방정식을 채택하였다. 계산된 파고는 계측된 파고와 잘 일치하고 있어 MAC 법이 유효함을 보여주고 있다. 한편, 비점성 불안정성 해석에 의해 유도된 Sub-breaking파 출현의 임계조건이 비대선수주위의 계산된 결과에 적용되었다. 이 유도된 임계조건이 Sub-breaking파의 출현을 잘 탐지하는 것을 확인하였다.
저속 압축성 유동에서 사용하는 예조건화 기법은 수렴성 증진에 효과적이다. 본 연구에서는 일반적인 오일러 지배 방정식과 각각 다르게 무차원화한 세 가지 종류의 예조건화 기법을 3차 공간 정확도의 MUSCL, DADI, 다중 격자, 국소 시간 전진 기법을 이용하여 2차원 비점성 bump 유동에 적용하였다. 결과적으로 국소 예조건화 기법에 전역 예조건화 기법의 압력 항 무차원화 방법을 적용하면, 마하수에 무관한 수렴 특성을 얻을 수 있다. 또한, 점근해석을 이용하여 각 예조건화 기법의 특성에 대해 언급하였다.
본 논문에서 연립일차방정식의 풀이법 연구로부터 시작하여 연립고차방정식의 해법 연구로 발전되어가는 과정을 역사발생적 관점에서 고찰한다. 연립일차방정식을 푸는데 중요한 역할을 하는 가우스 소거법과 비교하여 상대적으로 덜 알려져 있지만, 연립고차방정식에는 오일러의 소거이론과 베조의 종결식이 있다. 이러한 발전의 역사적 과정을 알아보고 특별히 종결식을 처음으로 정의한 베조의 연구방법을 조명해 본다.
본 연구는 수정 오일러 법칙을 이용한 봉의 열전달문제를 엄밀해와 수치해를 수치해석적 해법을 이용해 비교한 것이다. 경계조건으로는 열전도 및 대류가 동시에 존재하는 경우의 모델을 가정하여 계산하였고, 봉의 길이가 원주방향에 비해 상당히 길다고 가정하여 1차원으로 지배방정식을 정리하여 2차 상미분방정식을 유도하여 계산을 수행하였다. 계산을 수행한 결과 적절한 초기 추측값인 ${\beta}$값을 정의하면 오일러의 방정식으로도 충분히 만족할만한 결과를 얻을 수 있다는 것을 알았고, 지수함수 형태의 유도 상관식이 엄밀해와 ${\pm}1%$ 범위 내에서 일치한다는 결과를 얻었다.
지금껏 TNT 폭발에 의한 피해를 계산하는 방법에는 몇 가지 실험에 의한 모델이 제안되었다. 본 논문에서는 fire-ball 중심에서 가스가 단열이라는 가정하에 연속방정식, 오일러 및 에너지 방정식에 대한 해석적 해를 얻어 TNT 가 폭발 후 팽창하는 fire-ball 에 대한 시간에 따른 반경의 변화를 얻었다. 급격히 팽창하는 fire-ball 에 의한 충격파의 전파는 Kirkwood-Bethe 가정에 의해 구하였다. 해저에서 TNT 가폭발하게 되면 fire-ball 이 생성, 팽창해 기포로 거동하게 된다. 이 기포의 주기와 최대반경에 대한 계산 값을 실험 값과 비교한 결과 계산 값은 실험 값과 잘 일치 하였다.
자유수면을 항주하는 선박에 의하여 발생되는 비선형 조파현상을 해석하기 위한 수치해석법을 개발하였다. 유동은 비점성, 비압축성으로 가정하고 선체 및 자유수면 형상과 일치하는 좌표계의 생성을 위하여 타원형 편미분방정식을 수치해석하여 물체적합 좌표계를 생성하였으며 변환된 정규격자 물체적합 좌표계에 대한 Euler방정식을 유한차분법(Finite Difference Method)을 이용하여 계산하였다. 수치해석을 위하여 시간에 대한 미분항은 전진차분, 공간에 대한 미분항은 중심차분법으로 이산화하였고 대류항에는 수치계산의 안정을 위해 인위적인 소산(dissipation)항을 첨가하였다. 자유수면의 형상은 매 시간 단계마다 자유수면 경계조건들을 만족하도록 다시 계산되었고 격자점들은 자유수면형상의 변화에 적합하게 다시 생성되도록 하였으며 압력에 대한 Poisson방정식은 반복연산법에 의하여 풀고 그 결과를 이용하여 속도를 외삽하였다. 개발된 수치해석법의 검증을 위해 수식선형인 Wigley 모형에 대한 계산을 Fn=0.250-0.408에 대하여 수행하고, 그 결과를 실험 결과와 비교하여 잘 일치함을 보였다.
The paper proposes the elastic modulus evaluation technique of a cantilever beam by vibration analysis based on time-average electronic speckle pattern interferometry (TA-ESPI) with non-contact and nondestructive and Euler-Bernoulli equation. General approaches for the measurement of elastic modulus of thin film are Nano indentation test, Bulge test and Micro-tensile test and so on. They each have strength and weakness in the preparation of test specimen and the analysis of experimental result. ESPI has been developed as a common measurement method for vibration mode visualization and surface displacement. Whole-field vibration mode shape (surface displacement distribution) at a resonance frequency can be visualized by ESPI. And the maximum surface displacement distribution from ESPI is a clue to find the resonance frequency at each vibration mode shape. And the elastic modules of test material can be easily estimated from the measured resonance frequency and Euler-Bernoulli equation. The TA-ESPI vibration analysis technique is able to give the elastic modulus of materials through the simple processing of preparation and analysis.
Carbon nanotube actuator, working under physical conditions (in aqueous solution) and converting electrical energy into mechanical energy directly, can be a good substitute for artificial muscle. The carbon nanotube actuator simulated in this paper is an isotropic cantilever type with an adhesive tape which is sandwiched between two single-walled carbon nanotubes. For predicting the static and dynamic characteristic parameters, the analytical model for a 3 layer bimorph carbon nanotube actuator is developed by using Euler-Bernoulli beam theory. The governing equation and boundary conditions are derived from energy principles. The induced displacements of the theoretical model are presented in order to investigate the performance of the carbon nanotube actuator with different control voltages. The developed model presents invaluable means for designing and predicting the performance of carbon nanotube actuator that can be used in artificial muscle applications.
천음속 영역에서 순항 속도로 비행하는 상용 여객기에 대해 공력을 해석하였다. 실제 여객기의 축소모형을 사진으로 계측하여 역설계하여 형상을 모델링하였다. 사면체로 전체 격자계를 구성하였고 정상 상태에서 압축성 비점성 3차원 Euler 방정식을 풀었다. 날개에 엔진이 장착되었을 때와 제거되었을 때에 대해 계산하였는데 엔진이 장착되면 양력과 항력이 각각 1.49%와 3.9%씩 증가하였다. 또한 날개 표면에서 압력 분포와 엔진 주위의 유동 특성을 밝혔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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