• 제목/요약/키워드: Finite volumes method

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의사변수법(擬似變數法)에 의한 유한차원(有限次元) 구조물(構造物)의 설계민감도(設計敏感度) 해석(解析) 및 최적화(最適化)에 관한 연구(硏究) (Design Sensitivity Analysis and Optimization of Finite Dimensional Structures by Adjoint Variable Method)

  • 서관세;변근주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.137-144
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    • 1985
  • 본 연구에서는 구조물 최적 설계시 필수적인 설계민감도 해석을 의사변분법을 도입하여 유한차원 구조물에 적용함으로써 구조물 최적설계를 기존의 방법보다 훨씬 간편하게 할 수 있음을 보인다. 정하중하에서 제약조건의 주종을 이루고 있는 변위 및 응력의 제약조건에 대하여 설계민감도 해석 및 그 수치해를 구하며 나아가 최적화 알고리리즘을 사용하여 최적설계가 효율적으로 수행됨을 입증한다. 유한차원 구조물인 트러스의 적당한 경계조건, 하중조건 및 제약조건하에서 구조물의 무게를 최소화 시키는 최적설계 문제를 고려한다.

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NUMERICAL MODELING OF NON-CAPACITY MODEL FOR SEDIMENT TRANSPORT BY CENTRAL UPWIND SCHEME

  • S. JELTI;A. CHARHABIL;J. EL GHORDAF
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제41권1호
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    • pp.181-192
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    • 2023
  • This work deals with the numerical modeling of dam-break flow over erodible bed. The mathematical model consists of the shallow water equations, the transport diffusion and the bed morphology change equations. The system is solved by central upwind scheme. The obtained results of the resolution of dam-beak problem is presented in order to show the performance of the numerical scheme. Also a comparison of central upwind and Roe schemes is presented.

Volume Fraction 기법에 의한 자유표면파 형상 연구 (Study on the Shape of Free Surface Waves by the Scheme of Volume Fraction)

  • 곽승현
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제32권8호
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    • pp.1215-1220
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    • 2008
  • To obtain the shape of the free surface more accurately, computations are carried out by a finite volume method using unstructured meshes and an interface capturing method. Free-surface flow, which is very important in the fields of ship and marine engineering, is numerically simulated for flows of both water and air. Control volumes are used with an arbitrary number of faces and allows a local mesh refinement. The integration is of second order, with a midpoint rule integration and linear interpolation. The method is fully implicit and uses quadratic interpolation. The solution method of pressure-correction type solves sequentially equations of momentum, continuity, conservation, and two-equations turbulence model. Comparison are quantitatively made between the computation and experiment in order to confirm the solution method.

형상 최적설계를 위한 최적화 기법에 관한 연구 (A Study on the Techniques of Configuration Optimization)

  • 최병한
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권6호통권73호
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    • pp.819-832
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    • 2004
  • 본 연구는 구조물의 형상 최적화를 효율적이면서 보다 용이하게 수행할 수 있는 기법을 제안하고자 하였다. 구조물의 형상 표현과 설계변수 선택을 위해 설계요소 개념을 활용하여 설계변수 수를 과감하게 줄일 수 있었고, 등매개변수 사상기법을 이용하여 최적화 과정 중 형상의 변화에 따른 유한요소망을 자동생성 하였으며 효율적인 최적화 과정 수행을 위하여 결정론적 최적화 기법(개선된 허용방향법)과 스토캐스틱 최적화 기법(유전 알고리즘)을 사용하여 그 결과와 효율성을 비교하였다. 최적화 과정 중 구조해석은 유한요소법을 이용하며 구조물의 부피와 단면적 등을 목적함수로 하여 형상 최적화를 수행하였다. 또한 제작성과 시공성을 위한 최종형상 제시를 위하여 최적형상에 완화곡선 처리를 시도하였다. 이상의 연구를 강구조물을 대상으로 한 몇 가지 수치 예에 적용한 결과 설계과정을 보다 단순화시켰으며, 두 가지 기법 모두 최적해에 수렴함으로써 목적함수 값을 효과적으로 개선시킬 수 있었다. 따라서 본 연구는 그 타당성과 적용성이 있다고 판명된다.

Fully Automatic Segmentation and Volumetry on Brain MRI of Coronal Section

  • Sung, Yun-Chang;Song, Chang-Jun;Noh, Seung-Moo;Park, Jong-Won
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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    • pp.441-445
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    • 2000
  • This study is to segment white matter, gray matter, and cerebrospinal fluid(CSF) on a brain MR image of coronal section and to calculate the volume of each. First, we segmented the whole region of a brain from a black colored background, a skull and a fat layer. Then, we calculated the partial volume of each component, which was present in scanning finite thickness, with the arithmetical analysis of gray value from the internal region of a brain showing the blurring effects on the basis of the MR image forming principle. Calculated partial volumes of white matter, gray matter and CSF were used to determine the threshold for the segmentation of each component on a brain MR image showing the blurring effects. Finally, the volumes of segmented white matter, gray matter, and CSF were calculated. The result of this study can be used as the objective diagnostic method to determine the degree of brain atrophy of patients who have neurodegenertive diseases such as Alzheimer’s disease and cerebral palsy.

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볼륨분해를 이용한 절삭가공부품 솔리드 모델의 단순화 (Decomposition-Based Simplification of Machined Part in Solid Model)

  • 우윤환
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.101-108
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    • 2007
  • As 3D solid modeling has been widely used in designing products, solid models of the products are directly used in various applications such as engineering analysis and process planing. However, the fully-detailed solid models may not be necessary in some application. For example, it is often more efficient to use simplified model of part of engineering analysis. Generation of mesh for the complex original model requires a quite amount of time, and the consequence of finite element analysis may not be desirable due to small and detailed geometry in the model. In this paper, a method to simplify solid models of machined part is presented. This method decomposes the delta volume of machined part, and uses the decomposed volumes to simplify the solid model. Since this method directly recognizes the features to be removed from the final model, it is independent of not only design features of specific CAD system, but also designer's design practice of design sequences.

셀룰라 휴대폰에 의한 인체 두부의 SAR 해석 (Analysis of SAR in a Human Head for a Cellular Phone)

  • 이애경;최형도;김진석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.776-787
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    • 1998
  • 835 MHz에서 동작하는 셀룰라 휴대폰에 의한 인체 두부내의 1 g 및 10 g 평균 비홉수율(specific absorption rate, SAR)을 해석한다. 사용되는 수치방법은 총 전자기장 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain, FDTD) 기법이다. 전화기는 도체박스, 플라스틱 케이스 그리고 모노폴 안테나와 나선형 안테나 로 구성된 whip 안테나로 모의되었다. 공간 정밀도 3 mm의 이산적 인체두부 모델은 MRI(Magnetic Resonance Imaging), CT(computerized tomography) 그리고 해부학적 이미지에 기초한 것이다 안테나를 뽑은 전화기와 접은 전화기에 대한 근역장 및 원역장 복사 패턴이 분석되었다. SAR 평가를 위한 재현성 있는 기법을 제공하기 위해 조직내의 1 g 또는 10 g의 질량을 갖는 체적을 취하는 두 가지 방법을 제안하고 비교 한다.

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체적골밀도 측정법 동향: 수술부위 골밀도 분석 (Volumetric Bone Mineral Density Measurement: for Surgery Specific Bone Volumes)

  • 이연수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.53-59
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    • 2022
  • CT영상을 기반으로 한 QCT는 CT장비와 컴퓨터영상처리기술의 발전과 함께 적은 방사선 투과양으로도 체적골밀도를 측정할 수 있는 방향으로 크게 발전하고 있다. 방사선 의료영상을 대표적인 골밀도 측정법인 이중방사선흡수계수법(DXA)은 척추나 근위대퇴골과 다른 뼈와의 상관성이 떨어지는 경우가 많고질량효과에 의한 부정확성의 근본 원인을 가지고 있기 때문에 체적골밀도측정법인 단일에너지CT영상을 이용한 QCT법이 가장 보편적인 정확한 골밀도 측정법이다. 이중에너지CT의 사용은 단단한 뼈와 동시에 종양이나 연부조직의 이상을 같이 볼 수 있는 영상을 얻을 수 있게 되어 QCT 골밀도와 함께 특정연부조직이나 장기를 검사할 수 있어 그 사용이 더욱 늘어날 것으로 예상된다. 임상수술이나 추적검사가 필요한 위치에 사용자가 해부학적으로 특정한 형상체적에 대한 국부골밀도측정 방법도 병원의 임상현장에서 활용할 기술로 대두되고 있다.

경량화된 이중상 구조의 중공 형태 변화에 따른 변형률 분포 분석 (Analysis of Strain Distribution According to Change in the Vacancy Shape of the Lightweight Dual-Phase Structure)

  • 이정아;김용주;정상국;김형섭
    • 소성∙가공
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    • 제31권5호
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    • pp.267-272
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    • 2022
  • A dual-phase structure refers to a material with two different phases of components or crystal structures. In this study, we analyze the stress distributions for harmonic and composite structured materials which are a kind of dual-phase structure materials. The finite element method (FEM) was used to progress compression test to analyze the strain distribution, and rather than constituted of a fully dense material, a dual-phase structure was designed to make a lightweight structure that has different shapes and volumes of vacancy in each case. As a result of each case, the dual-phase structured materials showed different stress distribution patterns and based on this, the cause was identified through the research.

제어체적 복사열정산을 위한 구분종좌표보간법의 오차 및 보정방안 (Error and Correction Schemes of Control Volume Radiative Energy with the Discrete Ordinates Interpolation Method)

  • 차호진;송태호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권6호
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    • pp.796-803
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    • 2003
  • The discrete ordinates interpolation method (DOIM) has shown good accuracy and versatile applicability for the radiation $problems^{(1,2)}$. The DOIM is a nonconservative method in that the intensity and temperature are computed only at grid points without considering control volumes. However, when the DOIM is used together with a finite volume algorithm such as $SIMPLER^{(3)}$, intensities at the control surfaces need to be calculated. For this reason, a 'quadratic' and a 'decoration' schemes are proposed and examined. They are applied to two kinds of radiation problem in one-dimensional geometries. In one problem, the intensity and temperature are calculated while the radiative heat source is given, and in the other, the intensity and the radiative heat source are computed with a given temperature field. The quadratic and the decoration schemes show very successful results. The quadratic scheme gives especially accurate results so that further decoration may not be needed. It is recommended that the quadratic and the decoration schemes may be used together, or, one of them may be applied for control volume radiative energy balance.