• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.720-724
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• 2000

In this paper, we introduce a seamlessly integrated CAD-based design system (DS) for CAD modeling, engineering analysis, and optimal design which has been developed in CCED at KAIST, The key points of this integrating philosophy are to make full use of a parametric CAD program as the platform of integration and to adopt finite difference method for design sensitivity analysis in optimization process to get robustness and versatility. Design variables are directly selected by clicking CAD model parameters and all the analysis and design activities are menu-driven. This integrated program, named as DS/FDM, runs on Windows NT or Unix and FE analyses are performed at a remote Unix-workstation for multiple users. Application examples include shape optimal design of a belt clip that fits onto a portable electronic device and a bracket to show performance of DS/FDM with shell and tetra solid elements. This software is found efficient and effective fur shape design and size design of engineering structures.

• 한국안전학회지
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• 제10권2호
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• pp.56-63
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• 1995

A simulation of contaminant dispersion in a water reservoir has been done using 2-D finite difference method(FDM). The steady state velocity field of the reservoir was computed using stream function-vorticity formulation of Wavier-Stokes equation and continuity equation. Based on the computed steady state velocity field, the transient convective diffusion equation of the contaminant dispersion was computed. For the 1m$\times$1m reservoir model with inlet and outlet attached, it was shown that the center of circulation located toward right. For the numerical values of v =0.01($\textrm{cm}^2$/s) and D=0.6($\textrm{cm}^2$/s) and the flow of 50($\textrm{cm}^3$/s ), it was determined that the outflow had to be shut down in 18 seconds to prevent from severe pollution. Also the required time was computed to be 6 seconds for the inflow of 100 ($\textrm{cm}^3$/s). The result of this study is considered, hopefully, to be useful for the design of the water reservoir systems that are the subjects to various contamination.

• 한국항만학회지
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• 제12권2호
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• pp.281-290
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• 1998

The propagation of water waves over irregular bottom bathymetry and around islands involves many process-shoaling, refraction, energy dissipation and diffraction. Numerical model in this study is developed with the mild slope equation to investigate wave transformation in water of varying depth and combined waves and a current. The method used is splitting method and minimax approximation. The numerical method used in this study is Crank-Nicolson scheme in the FDM. This model is applied to Vincent shoal and compared with laboratory experimental data. The results agreed well with laboratory data. Current effect is considered in this study. This model can be used for the estimation of rip current in the slowly varying topography.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.760-767
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• 2020

발전용 수력플랜트 분야는 기후변화 및 에너지 확보를 고려해 향후 지속적인 성장이 전망된다. 수력발전설비는 항상 수충격에 의한 위험에 노출되어 있고, 이에 대한 안정성 확보는 매우 중요하다. 수충격 현상은 밸브의 개도 조정이나 펌프와 터빈의 기동 및 정지 시 관로설비 전반에 걸쳐 발생하며, 예기치 못한 긴급 상황 시에는 더욱 현저하게 나타난다. 이와 같은 수충격에 대한 발전설비의 안정성 검토를 위해 본 연구에서는 수충격 발생 메커니즘을 반영된 특성선법을 적용한 수치해석기법(MOC-FDM: Method of Characteristic-Finite Dimensional Method, 이하 MOC-FDM)을 이용하여 전산수치 모형을 개발하였다. 개발모형은 발전설비의 주요시설인 저수지, 관로, 밸브, 펌프 등 경계조건을 반영하였고 가상시나리오 case를 적용하여 개발모형을 이용한 수치모의를 수행하였다. 개발모형 해석결과의 검증을 위해 발전설비의 주요 지점에서의 해석결과를 각각 제시하였다. 각 case 별 수충격 현상이 양호하게 재현되었으며, 상용모델의 수치해석결과와 비교분석 결과가 거의 유사하게 나타나 개발모형의 신뢰성을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 전산수치 모델은 수력발전설비의 운영 중 발생할 수 있는 비정상상태의 유체 거동을 정교하게 예측함으로써 설비의 안정성 검토를 위한 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제30권5호
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• pp.484-495
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• 2020

EPB TBM의 굴진을 수치적으로 해석하기 위해 개별요소법(DEM, discrete element method), 유한요소법(FEM, finite element method), 유한차분법(FDM, finite difference method) 등과 같은 다양한 수치해석 기법이 적용되어 왔다. 본 논문에서는 이중 개별요소법과 유한차분법을 연계하는 방식을 채택하여 EPB TBM 굴진해석 모델링 방법을 제시하였다. 제시한 개별요소법-유한차분법 연계 TBM 굴진해석 모델에서 TBM이 굴착하는 굴착부는 개별요소법을 적용하였으며, 입자 접촉 물성치의 경우 일련의 삼축압축시험을 통해 교정하였다. 굴착부 주변지반은 유한차분법을 연계시켜 정지토압계수를 고려하여 굴착부에 수평지중응력을 구현할 수 있도록 하였다. 또한, 이를 통해 소요 입자 개수를 감소시켜 모델의 해석효율을 증대시켰다. 본 논문에서 제시한 수치해석 모델은 TBM의 굴진율, 커터헤드 및 스크류 컨베이어 회전속도 등을 조절할 수 있으며 TBM 굴진 중 토크, 추력, 챔버압, 배토량을 도출해 낼 수 있다.

• 응용통계연구
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• 제32권4호
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• pp.517-541
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• 2019

OECD (2015)과 UN (2017)에 따르면 한국은 입국의 나라로 분류되고 있다. 입국의 나라는 순이동(net migration)이 양으로 유지된다는 것을 뜻하며, 동시에 국제이동이 인구증가에 영향을 미칠 가능성이 높음을 의미한다. 통계청 (2011)은 이전 추계와는 달리 인구이동요인을 고려한 Wilson (2010)모형을 기반으로 성별 및 입 출국을 구분하여 모수가 15개 이상인 모형을 이용하였다. 그리고 5년 뒤 2016년 추계에서는 최근 5년간의 내국인 순이동률 평균치와 외국인 정부정책을 반영한 값을 가정하였다. 하지만 이 두 결과 모두 국제이동이 보수적으로 추정되어 입국의 나라로 추정하는 OECD, UN의 분류와는 다른 결과를 제공한다. 따라서 본 연구는 입국, 출국 그리고 순이동의 국제이동추이가 선형이 아닌 비선형임을 착안하여 우리나라 2000-2017년 국제이동 자료에 함수적 자료모형을 활용한 비모수 모형 (Hyndman과 Ullah (2007)이 제안한 FDM, Hyndman 등 (2013)가 제안한 Coherent FDM)을 적용하여 확률론적 추계방식으로 향후 추이를 예측하였다. 분석결과 입국률은 2018년 인구천명당 1.098명(남자), 1.026명(여자), 2025년 1.228명(남자), 1.152명(여자) 그리고 출국률은 2018년 인구천명당 0.907명(남자), 0.879명(여자), 2025년 0.987명(남자), 0.959명(여자)으로 나타났다. 따라서 순이동률은 인구천명당 2018년 0.191명(남자), 0.148명(여자), 2025년 0.241명(남자), 0.192명(여자)으로 증가하는 결과가 도출되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.82-86
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• 2005

Numerical methods to estimate behaviors of jointed rock mass can be roughly divided into two methods : continuous and discontinuous model. Generally, distinct element method(DEM) is applied in discontinuous model, and finite element method(FDM) or finite difference method(FDM) is utilized in continuum model. To predict a behavior of discontinuous model by DEM, it is essential to understand characteristics of joints developed in rock mass through field tests. However, results of field tests can not provide full information about rock mass because field tests are conducted in limited area. In this paper, discontinuous analysis by UDEC and continuous analysis by FLAC are utilized to estimate a behavior of a tunnel in jointed rock mass. For including discontinuous analysis in continuous analysis, joints in rock mass is considered by reducing rock mass properties obtained by RMR and decreasing shear strength of rock mass. By comparing and revising two analysis results, analysis results similar with practical behavior of a tunnel can be induced and appropriate support system is decided.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권4호
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• pp.509-514
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• 2000

A numerical study has been performed to design duct parameters in the freezer of a domestic refrigerator. The visualization results of FDM analysis using the standard k-$\varepsilon$ model with inlet boundary conditions modelled in this paper show good agreements with the experimental ones in prediction overall flow characteristics. Dominant vortex flows are found in the left upper and right lower corners, while there exists large turbulent kinetic energy around the fan and right upper side of the fan. It, in turn, has effects on the performance and noise. It is recommended to locate the outlet far away from the fan in order to reduce the noise level.

• 지질공학
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• 제6권3호
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• pp.119-130
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• 1996

경계요소법을 이용한 2차원 전기비저항 모델링을 위한 이론적 전개와 수치계산 기술이 주어졌다. 균질 지하모델과 층상구조 지하모델에 대한 점전류전원에 대한 전위분포가 경계요소법을 이요하여 계산되으며, 그 결과는 동일 모델에 대해서 수행된 유한차분법, 유한요소법의 수치 결과와 비교 연구되었다. 경계요소법을 사용한 2차원 전기모델링은 저장용량, 계산속도 및 정확도에서 유한요소법이나 유한차분법에 비해 효율적임이 입증되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.43-49
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• 2015

Most of agricultural structures located in seashore could not avoid rapid deterioration of concrete because chloride-ion and $CO_2$ gradually penetrate into concrete. However, since most of models can be able to describe the phenomenon of penetration by using one or two dimensional models based on finite difference method (FDM), those modes can not simulate the real geometry and it takes a lot of computational time to complete even the calculation. To overcome those weaknesses, three dimensional numerical model considering time dependent variables such as surface concentration of chloride and diffusion coefficient of domain based on finite element method (FEM) was suggested. This model also included the neutralization occurred by the penetration of $CO_2$. Because the model used various sizes of tetrahedral mesh instead of equivalent rectangular mesh, it reduced the computational time to compare with FDM. As this model is based on FEM, it will be easily extended to execute multi-physics simulation including water evaporation and temperature change of concrete.