• 대한기계학회논문집B
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• 제29권5호
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• pp.609-616
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• 2005

While the SIMPLE algorithm is most widely used for the simulations of flow phenomena that take place in the industrial equipments or the manufacturing processes, it is less adopted for the simulations of the free surface flow. Though the SIMPLE algorithm is free from the limitation of time step, the free surface behavior imposes the restriction on the time step. As a result, the explicit schemes are faster than the implicit scheme in terms of computation time when the same time step is applied to, since the implicit scheme includes the numerical method to solve the simultaneous equations in its procedure. If the computation time of SIMPLE algorithm can be reduced when it is applied to the unsteady free surface flow problems, the calculation can be carried out in the more stable way and, in the design process, the process variables can be controlled based on the more accurate data base. In this study, a modified SIMPLE algorithm is presented fur the free surface flow. The broken water column problem is adopted for the validation of the modified algorithm (MoSIMPLE) and for comparison to the conventional SIMPLE algorithm.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.569-574
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• 2020

천수방정식에 대한 불연속 갤러킨 기법 (DG)은 주로 양해법 기반으로 개발되어 적용되어 왔으나, 바닥마찰항의 처리, 과도한 CFL 조건 등의 불리한 점이 지적되어 왔다. 이에 대한 대안으로써, 본 연구에서는 음해법 기반의 모형을 개발하고 이를 적용하여 향후 가능성을 입증하였다. 본 논문에서 연구한 사례에서는 선형 삼각형 요소를 사용하였고, 수치흐름률로서 Roe 흐름률을 이용하였으며, TVD 특성 보존을 위한 기울기 제한자를 적용하였다. 적용 사례로서 실린더 주변의 흐름과 댐 붕괴류 문제 등에 대하여 적용하고, 기존의 실험치, 수치해와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.147-157
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• 1987

대류 분산 모형의 유한 차분 방법으로 양해법, Bresler방법, 음해법, upstream차분법과 Chaudhari방법등을 선택하여 각 차분법들의 특성을 규명하고 수치실험을 통하여 이들의 효율적인 사용 방안을 제시하였다. 비교 분석 결과 Chaudhari방법은 수치 분산 현상에 가장 둔감한 반면 조건부 안정이고, Bresler방법은 overshooting에 민감한 반면 무조건 안정이라는 특성이 있다. 분산이 지배적인 흐름에서는 양해법이 가장 정확하고, 대류가 지배적인 흐름에서는 Chaudhari방법이 가장 정확하다. 계산 시간(CPU)은 양해법 또는 Chaudhari방법이 비슷하게 가장 작고 Bresler방법이 항상 가장 크다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권1호
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• pp.88-99
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• 1996

The explicit scheme for finite element analysis of sheet metal forming problems has been widely used for providing practical solutions since it improves the convergency problem, memory size and computational time especially for the case of complicated geometry and large element number. The explicit schemes in general use are based on the elastic-plastic modeling of material requiring large computataion time. In the present work, a basic formulation for rigid-plastic explicit finite element analysis of plain strain sheet metal forming problems has been proposed. The effect of some basic parameters involved in the dynamic analysis has been studied in detail. Thus, the effective ranges of parameters have been proposed for numerical simultion by the rigid-plastic explicit finite element method. A direct trial-and-error method is introduced to treat contact and friction. In computation, sheet material is assumed to possess normal anisotropy and rigid-plastic workhardening characteristics. In order to show the validity and effectiveness of the proposed explicit scheme, computations are carried out for cylindrical punch stretching and the computational results are compared with those by the implicit scheme as well as with a commercial code. The proposed rigid-plastic exlicit finite element method can be used as a robust and efficient computational method for analysis of sheet metal forming.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.21-31
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• 1983

흐름단면(斷面)이 급변화(急變化)하는 개수로(開水路)의 순환현상(循環現象)을 깊이에 대하여 적분(積分)한 2차원(次元) Navier Stockes 연속방정식(方程式)을 Galerkin 형(型) 유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)하여 수치적(數値的)으로 해석하였다. 1차원구형수로(次元矩形水路)의 수치해석(數値解析)에서 implicit 방법(方法)과 explicit 방법(方法)을 적용(適用)한 결과(結果) 수치해(數値解)는 정확해(正確解)와 잘 맞았으며, 확대부(擴大部)가 있는 개수로(開水路)에서는 수치실험(數値實驗)에 의해 예상(豫想)된 흐름 상태(狀態)가 얻어졌으며 순환(循環)의 중심(中心)은 기하학적(幾何學的) 중심(中心)과 일치하였으나 유속(流速)의 크기는 작게 나타나 개선(改善)이 요망된다. 교각(橋脚) 등(等)의 장애물(障碍物)이 있는 수로(水路)에서 수치모형(數値模型)에 의해 계산(計算)한 수면곡선(水面曲線)은 수리모형실험결과(水理模型實驗結果)와 근사(近似)하게 나타나 배수영향(背水影響)을 해석할 수 있는 수단(手段)으로서 개발가능성을 제시하는 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.75-82
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• 2004

본 논문에서는 응력파 전파를 수치모의할 때 발생하는 수치적인 분산효과를 제거하기 위해 파동방정식에 기초한 일차원 유한요소모형을 이용하여 수치분산오차의 특성을 분석하고 분산오차를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 질량행렬을 그대로 사용하는 경우와 집중질량행렬을 사용하는 경우에 대한 수치분산오차를 분석하였다. 개발된 분산제어기법은 공간미분항의 시간단계 가중치 및 질량집중도를 조정하는 음해법과 인위적인 분산항을 추가하는 양해법의 두가지 방법이다. 제안된 분산보정기법을 이용하여 계산한 수치해와 파동방정식의 해석해를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 분산보정기법의 타당성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.141-150
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• 1990

하구나 연안에서 해수의 순환형상을 모사(模寫)하게 위해 천수방정식(淺水方程式)을 여러 가지 경계조건 하에서 수치해석하였다. 공간영역은 Galerkin방법으로 이산화(離散化)하였으며 시간영역에 대해서는 유한차분법(Crank-Nicolson방법)을 사용하였다. 네 가지 검정실험이 해석적인 해가 있는 일차원 수로에서 행하여졌으며, 해석해를 구할 수 없는 이차원 모형에도 적용되었다. 해석해가 있는 경우 수치모사 결과가 이와 잘 일치하였으며, 이차원 모형에서의 결과도 매우 합당함을 알 수 있었다. 또 일차원 문제에서 4점 bilinear요소와 삼각형 요소를 사용한 결과를 각각 비교하였으며 시간적분도 2단계 Lax-Wendroff방법을 사용하여 결과를 비교하였다. 음해법을 사용할 경우 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있으나 요소의 갯수가 많아지면 구성되는 대수방정식(代數方程式)이 커지기 때문에 각 시간마다의 계산량이 엄청나게 늘어나게 되며 양해법을 사용할 때는 원하는 만큼의 정확한 결과를 얻기 위하여 시간간격이나 공간격자 간격을 선정하는데 각별히 유의하여야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권1호
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• pp.104-112
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• 1998

The mold filling process has been a central issue in the development of numerical methods to solve the casting processes. A mold filling which is inherently transient free surface fluid flow, is important because the quality of casting highly depends on such phenomenon, Most of the existing numerical schemes to solve mold filling process have severe limitations in time step restrictions or Courant criteria since explicit time integration is used. Therefore, a large computation time is required to analyze casting processes. In this study, the well known SOLA-VOF method has been modified implicitly to simulate the mold filling process. Solutions to example filling problems show that the proposed method is more efficient in computation time than the original SOLA -VOF method.

• East Asian mathematical journal
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• 제24권1호
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• pp.81-95
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• 2008

Let E be a uniformly convex Banach space with a uniformly $G{\hat{a}}teaux$ differentiable norm, C a nonempty closed convex subset of E, and $T\;:\;C\;{\rightarrow}\;E$ a nonexpansive mapping satisfying the weak inwardness condition. Assume that every weakly compact convex subset of E has the fixed point property. For $f\;:\;C\;{\rightarrow}\;C$ a contraction and $t\;{\in}\;(0,\;1)$, let $x_t$ be a unique fixed point of a contraction $T_t\;:\;C\;{\rightarrow}\;E$, defined by $T_tx\;=\;tf(x)\;+\;(1\;-\;t)Tx$, $x\;{\in}\;C$. It is proved that if {$x_t$} is bounded, then $x_t$ converges to a fixed point of T, which is the unique solution of certain variational inequality. Moreover, the strong convergence of other implicit and explicit iterative schemes involving the sunny nonexpansive retraction is also given in a reflexive and strictly convex Banach space with a uniformly $G{\hat{a}}teaux$ differentiable norm.

• Ocean Systems Engineering
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• 제1권3호
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• pp.223-239
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• 2011

In combat operations, naval ships may be subjected to considerable air blast and underwater shock loads capable of causing severe structural damage. As the experimental study imposes great monetary and time cost, the numerical solution may provide a valuable alternative. This study emphasises on numerical analysis for optimization of stiffened and unstiffened plate's structural response subjected to air blast load. Linear and non linear finite element (FE) modeling and analysis was carried out and compared with existing experimental results. The obtained results reveal a good agreement between numerical and experimental observations. The presented FE models can eliminate confusion regarding parameters selection and FE operations processing, using commercial software available currently.