• 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.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.453-458
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• 2002

The feasibility study on supporting a turbocharger rotor on air foil bearing is investigated. Based on finite difference method and Newton-Raphson method, the static equilibrium position of a turbocharger rotor is predicted. And using finite difference method and perturbation method, dynamic characteristics of air foil bearings are calculated. Rotordynamic analysis is performed by finite element method, with collaboration of calculated stiffness and damping of foil bearing. The effect of compliance and clearance of bump foil bearing on the oil-free turbocharger is investigated in terms of rotordynamics. And the critical speeds, eccentricity ratio, vibration amplitude, and stability are considered. It is demonstrated that foil bearings offer a rlausible replacement for oil-lubricated bearings in turbocharger.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.624-634
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• 1994

A numerical method which combines equal-order velocity-pressure formulation originated from SIMPLE algorithm and streamline upwinding method has been developed. To verify the proposed numerical method, we considered the lid-driven cavity flow and backward facing step flow. The trend of convergence history is stable up to the error criterion beyond which the maximum value of error is oscillatory due4 to the round-off error. In the present study, all results were obtained with the single precision calculation up to the given error criterion and it was found to be sufficient for our purpose. The present results were then compared with existing experimental results using laser doppler velocimetry and numerical results using finite difference method and mixed interpolation finite element method. It has been shown that the present method gives accurate results with less memories and execution time than the coventional finite element method.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제14권3호
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• pp.175-187
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• 2010

This paper presents the numerical valuation of the two-asset step-down equitylinked securities (ELS) option by using the operator-splitting method (OSM). The ELS is one of the most popular financial options. The value of ELS option can be modeled by a modified Black-Scholes partial differential equation. However, regardless of whether there is a closedform solution, it is difficult and not efficient to evaluate the solution because such a solution would be represented by multiple integrations. Thus, a fast and accurate numerical algorithm is needed to value the price of the ELS option. This paper uses a finite difference method to discretize the governing equation and applies the OSM to solve the resulting discrete equations. The OSM is very robust and accurate in evaluating finite difference discretizations. We provide a detailed numerical algorithm and computational results showing the performance of the method for two underlying asset option pricing problems such as cash-or-nothing and stepdown ELS. Final option value of two-asset step-down ELS is obtained by a weighted average value using probability which is estimated by performing a MC simulation.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.83-91
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• 2002

암석 버력으로 성토한 사면의 역학적 안정성을 한계평형해석법과 유한차분법으로 검토하였다. 암석 버력 성토사면의 높이는 약 40 m이고 사면의 구배는 1:1.5이다. 암석 버력 성토체의 강도정수 중 점착력은 없고, 내부마찰각은 43$^{\circ}$로 가정하고 사면의 안정성을 해석하였다. 한계평형해석 중 Fellenius법과 Bishop법으로 구한 안전율 Fs는 1.4이었다. 또 유한차분법으로 사면의 안전율을 구하기 위해서 강도감소법을 이용하였고 파괴영역을 기준으로 결정한 사면의 안전율 Fs도 역시 약 1.4로 한계평형해석 결과와 동일하였다. 여러 기관에서 사면설계기준으로 적용하는 안전율 1.3과 비교할 때 암석 버력 성토사면은 안정상태로 확인되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.195-199
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• 2005

Wave breaking phenomenon near the fore body of a ship is numerically simulated. The ship advance with uniform velocity in calm water. For the simulation, incompressible Navier-Stokes equations and continuity equation are adopted as governing equations. The simulation is carried out in staggered variable mesh system with finite difference method. Marker and Cell(MAC) method and Marker-Density method are employed to track the free surface. Body boundary conditions are satisfied with the adoption of porosity method and no-slip condition on the hull surface. The ship model has a wedge type fore-body, and the computational domain is an appropriate region around the fore-body. The computation results are compared with some experimental results. Also the difference of the free surface tracking methods are discussed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.5-10
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• 2006

반무한 영역을 유한영역에 사영한 다음 반무한지반의 비선형동적응답해석에 대한 특수한 유한 차분법을 제안하였다. 해석대상의 주요 부분은 동일 길이로 하고, 주변은 축소, 사영함으로서 무한영역을 유한영역으로 변환 후 차분하였다. 우선 반무한 지반의 선형모델의 응답으로서 계산값과 이론값의 결과를 비교하였다. 선형모델에 대한 제안법의 계산결과는 Lamb의 해석결과와 양호하게 일치했다. 또 간단한 모델에 의한 선형, 비선형해석도 소규모 mesh에 의한 응답결과와 대규모 mesh에 의한 응답결과는 일치하고 제안법의 유효성을 나타내었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권9호
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• pp.110-121
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• 2001

During hot pipe bending using induction heating, the wall of bending outside is thinned by tensile stress. In design requirement, the reduction of wall thickness is not allowed to exceed 12.5%. So in this study, two methods of bending, one is loading of reverse moment and the other is loading of temperature gradient, have been investigated to design pipe bending process that satisfy design requirements. For this purpose, finite element analysis with a bending radius 2Do(outer diameter of pipe) has been performed to calculate proper reverse moment and temperature gradient to be applied. Induction heating process has been analyzed to estimate influence of heating process parameters on heating characteristic by finite difference method. Then pipe bending experiments have been performed for verification of finite element and finite difference analysis results. Experimental results are in good agreement with the results of simulations.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.121-128
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• 2017

국내에서 시간영역 전자탐사(time-domain/transient electromagnetic, TEM) 자료의 해석은 1차원 알고리듬에 주로 의존하고 있는 실정이기 때문에 정밀한 해석을 위하여 3차원 모델링 및 역산 해석 프로그램의 개발이 필요한 상황이다. 이 연구에서는 엇갈린 격자를 이용한 시간영역 유한차분(staggered-grid finite-difference time-domain, FDTD)법에 기초하여 3차원 TEM 반응 모델링 알고리듬을 개발하였다. 시간영역 전자탐사의 모델링을 위해 맥스웰 방정식을 현시적 중앙점 FDTD법을 이용하여 이산화하였으며 수치 안정성을 높이기 위해 가상 변위전류항을 도입하였다. 일반적으로 많이 활용되는 소형 코일 송신원을 수치적으로 구현하여 균질 반무한 공간에서의 해석해와 비교 검증하고 3차원 이상체에 대한 반응을 분석하였다. 이 연구에서 개발된 모델링 프로그램은 향후 TEM 전자탐사 자료의 정밀 해석에 기초가 될 것으로 기대한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.457-465
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• 2009

본 연구는 균열선단에서 응력특이성을 갖는 탄성균열문제를 해석하기 위한 이동최소제곱 유한차분법을 제시한다. 응력특이성을 유발하는 균열선단 주변장을 모형화하기 위해 근사식에 선단주변함수를 내재적으로 도입하여 이동최소제곱 근사의 틀을 그대로 유지하면서 실제 미분계산을 거의 하지 않고 미분근사를 할 수 있는 이동최소제곱 Taylor 다항식 근사의 장점을 살렸다. 균열문제 정식화시 시간소모적인 적분과정이 필요한 약정식화 대신 해석영역에 배치된 절점에서 지배 미분방정식에 대한 차분식을 직접 구성하는 강정식화를 적용하여 계산 효율성을 향상시켰다. 균열문제 해석을 통해 내적확장된 이동최소제곱 유한차분법이 응력 특이성을 내포한 선단주변 변위장을 정확히 묘사할 수 있을 뿐만 아니라 응력확대계수를 정확히 계산 할 수 있음을 보였다.