• 대한기계학회논문집A
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• 제27권4호
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• pp.585-592
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• 2003

Among various sensitivity evaluation techniques, semi-analytical method(SAM) is quite popular since this method is more advantageous than analytical method(AM) and global finite difference method(FDM). However, SAM reveals severe inaccuracy problem when relatively large rigid body motions are identified fur individual elements. Such errors result from the numerical differentiation of the pseudo load vector calculated by the finite difference scheme. In the present study, an iterative method combined with mode decomposition technique is proposed to compute reliable semi-analytical design sensitivities. The improvement of design sensitivities corresponding to the rigid body mode is evaluated by exact differentiation of the rigid body modes and the error of SAM caused by numerical difference scheme is alleviated by using a Von Neumann series approximation considering the higher order terms for the sensitivity derivatives.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.321-327
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• 2007

본 연구는 탄성균열문제를 신속하고 정확하게 해석할 수 있는 새로운 개념의 그리드(grid) 없는 유한차분법을 제시한다. 이동최소제곱법을 이용한 Taylor 전개식 구성을 통해 직접적인 미분계산 없이 근사함수와 그 미분을 손쉽게 계산한다. 그리드로 인한 절점 간의 종속성이 없어 해석영역 내의 불연속면 모델링이 용이하여 차분식 구성시 균열로 인한 불연속 효과를 고려하는 과정도 자연스럽다. 유한차분법에 근간을 두고 있어 지배 미분방정식을 직접 이산화하기 때문에 수치적분이 필요한 수치기법에 비해 계산속도도 빠르다. 모드 I과 모드 II 균열문제 해석을 통해 본 해석기법이 정확하고 효율적으로 응력확대계수를 계산할 수 있음을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권5호
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• pp.389-396
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• 2003

본 연구는 정상류 Navier-Stokes 방정식에 섭동(perturbation) 이론을 적용하여 주기함수 간극에 대한 삼승법칙의 수정에 대해 논하였다. 이를 위해, 주기함수를 진폭과 파장에 대한 무차원 함수로 전환한 뒤 미소 계수에 대한 무차원 유동함수와 연속 방정식을 적용하였다. 이러한 과정을 통해 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해를 구하였으며 이를 유한 차분법에 적용하였다. 단일 절리 모델에 대한유한 차분 수치해석을 통해, 수정된 삼승 법칙이 주기함수 간극의 유체 유동에 대한 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 삼승 법칙이 간극 분포에 따른 유체 유동의 평가에 있어 유용하게 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1595-1611
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• 1994

본 논문에서는 전자파의 전파현상의 불연속모델로서 시간영역 유한 차분법의 수치적 성질이 연구된다. 시간 공간의 차원에서 막스웰 방정식을 개구리뜀 근사식으로 나타내므로 수치적인 특성과 의존 영역의 항으로 전자파의 전파현상을 모사한다. 시간영역 유한차분법의 수치적모사과정이 기하학적으로 설명된다. 개구리뜀 근사법의 채용으로 인한 수치적인 분산현상이 예시된다. 개구리뜀 근사법을 기초로 한 시간영역 유한차분법은 원래 계산 결과만을 산출하는 모델이 아니고 묘사적인 모델이므로 전자파 전파현상에 대한 몰리적인 현상을 묘사할 뿐만 아니라 이러한 묘사직언 결과로부터 푸리에 변환을 통하여 주파수 영역에서의 결과를 추출할 수 잇는 매우 유연한 수치해석 방법이다. 그래서 본 수치해석 방법을 이용하여 WR-28과 WR-90 도파관의 E-평면 휠터와 인턱티브 아이리스의 특성성분적 결과를 포함시킨다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.196-203
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• 2015

곡면 위상 배열 안테나나 곡면 주파수 선택 구조 등의 전파 특성을 해석하기 위해서는 원통형 배열 구조의 효율적인 해석방법에 대한 연구가 필요하다. 원통형 배열 구조가 실제 적용되는 구조는 유한 배열 구조지만, 대부분 전자기 해석은 무한 배열 구조라 가정하므로 실제 구조의 특성과 근사화한 구조의 특성 간의 오차가 발생하게 된다. 따라서 원통형 무한 배열 구조와 유한 배열 구조의 전파 특성의 비교와 분석이 필요하다. 본 논문에서는 원통형 무한 배열 구조를 해석하기 위해 원통형 Floquet harmonics 해석 방법을 적용하였으며, 원통형 유한 배열 구조를 해석하기 위해서는 너비가 좁은 스트립(strip)이 배열된 배열 구조를 가정하여 thin wire approximation을 적용한 method of moments(MoM)를 이용하였다. 본 논문에서는 원통형 유한 배열 구조와 무한 배열 구조의 전파 특성을 비교하기 위하여 투과 특성과 전류 분포를 계산하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제21권3호
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• pp.442-449
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• 2016

In this paper, an effective numerical analysis method is proposed for calculating dosimetry of the wireless power transfer system operating low-frequency ranges. The finite-difference time-domain (FDTD) method is widely used to analyze bio-electromagnetic field problems, which require high resolution, such as a heterogeneous whole-body voxel human model. However, applying the standard method in the low-frequency band incurs an inordinate number of time steps. We overcome this problem by proposing a modified finite-difference time-domain method which utilizes a quasi-static approximation with the surface equivalence theorem. The analysis results of the simple model by using proposed method are in good agreement with those from a commercial electromagnetic simulator. A simulation of the induced electric fields in a human head voxel model exposed to a wireless power transmission system provides a realistic example of an application of the proposed method. The simulation results of the realistic human model with the proposed method are verified by comparing it with the conventional FDTD method.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제19권1호
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• pp.1-21
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• 2015

This paper presents two algorithms based on the Jamshidian equation which is from the Black-Scholes partial differential equation. The first algorithm is for American call options and the second one is for American put options. They compute numerically free boundary and then option price, iteratively, because the free boundary and the option price are coupled implicitly. By the upwind finite-difference scheme, we discretize the Jamshidian equation with respect to asset variable s and set up a linear system whose solution is an approximation to the option value. Using the property that the coefficient matrix of this linear system is an M-matrix, we prove several theorems in order to formulate a bisection method, which generates a sequence of intervals converging to the fixed interval containing the free boundary value with error bound h. These algorithms have the accuracy of O(k + h), where k and h are step sizes of variables t and s, respectively. We prove that they are unconditionally stable. We applied our algorithms for a series of numerical experiments and compared them with other algorithms. Our algorithms are efficient and applicable to options with such constraints as r > d, $r{\leq}d$, long-time or short-time maturity T.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2004년도 학술대회지
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• pp.162-170
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• 2004

A kinetic theory analysis is used to study the ultra-thin gas flow field in gas slider hearings. The Boltzmann equation simplified by a collision model is solved by means of a finite difference approximation with the discrete ordinate method. Calculations are made for the flow field inside stepped and straight slider bearings. The results are compared well with those from the DSMC method. Special attention has been paid to the effect of the pressure build-up in front of a hearing, which has never been assessed before. It has been shown that the pressure build-up at the inlet is about $4.5\%$ of the operating pressure and the resulting load capacity is about $25\%$ higher for the case considered in the present study.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2004년도 학술대회지
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• pp.221-231
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• 2004

A kinetic theory analysis is made of low-speed gas flows in a microfluidic system consisted of three microchannels in series. The Boitzmann equation simplified by a collision model is solved by means of a finite difference approximation with the discrete ordinate method. For the evaluation of the present method results are compared with those from the DSMC method and an analytical solution of the Navier-Stokes equations with slip boundary conditions. Calculations are made for flows at various Knudsen numbers and pressure ratios across the channel. The results compared well with those from the DSMC method. It is shown that the analytical solution of the Navier-Stokes equations with slip boundary conditions which is suited fur fully developed flows can give relatively good results. In predicting the geometrically complex flows up to a Knudsen number of about 0.06. It is also shown that the present method can be used to analyze extremely low-speed flow fields for which the DSMC method is Impractical.

• 한국전산유체공학회지
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• 제9권4호
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• pp.64-70
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• 2004

A kinetic theory analysis is used to study the ultra-thin gas flow field in a gas slider bearing. The Boltzmann equation simplified by a collision model is solved by means of a finite difference approximation with the discrete ordinate method. Calculations are made for a flow in a micro-channel between an inclined slider and a moving disk drive platter The results are compared well with those from the DSMC method. The present method does not suffer from statistical noise which is common in particle-based methods and requires much less computational effort.