수치방법은 포텐셜 유동의 가정하에서 Semi-Lagrangian 기법을 사용하여 2차원 쇄기의 비선형운동과 축대칭 물체의 강제 상하동요 운동에 대해서 개발되었다. 2차원에서 Cauchy 이론은 경계를 따라서 복소포텐셜과 그것의 미분치를 계산하기 위해 적용되었고, 3차원에서 Rankinering 쏘오스가 사용되고 대수방정식을 풀기위해서 그린 제2정리를 이용하였다. 해는 완전한 사유표면 조건을 수치적분함으로서 시간전진시킨다. 수치계산 예는 정속도로 입수하는 쇄기형 주상체와 정지 상태로 부터 강제상하동요하는 문제를 택하였다. 쇄기입수 문제는 Chapman [4], Kim[11]의 계산결과와 비교된다. 위에서 적용된 기법을 이용하여 구한 시간영역에서 힘을 Fourier 변환함으로서 부가질량계수, 감쇄계수, 2차조화력등이 얻어지고 Yamashita[5]의 실험치와 비교된다.
Dey and Morrison (1979)이 육상의 전기탐사문제의 해결에 성공적으로 적용한 적분차분법(integral finite different method)의 해양에서의 응용성을 연구해보기 위해, 해석해가 존재하는 연안역의 해수고유진동 문제를 도출하여 기존의 고유진동문제에 적용하여 보았다. 그 응용성의 평가는 기존 해양에 널리 적용되는 기존차분법(conventional finite different method)으로 구한 수치결과와 적분차분법으로 구한 결과를 해석해와의 비교검증을 통하여 실시되었다. 그 결과 적분차분법으로 구한 고유치와 고유함수값이 기존차분법으로 구한 결과보다 좋은것으로 나타났다. 이러한 결과는 적분차분법의 경우 원래의 기본방정식에 Green's theorem을 적용함으로써, 기본방정식에 존재하는 2계 미분연산자가 1계 미분연산자로 해석적으로 처리되었기 때문으로 사료된다. 따라서 적분차분법을 이용하여 해수고유진동문제를 비롯한 다른 유사문제를 풀 경우 기본차분법보다 좋은 결과가 나을 것으로 사료된다. 또한 미분방정식의 수치해를 구할 경우 적분법이 차분법보다 좋은해를 줄 수 있다는 것을 증명한 것으로 사료된다.
본 연구는 항만입구 부근에서 해저준설을 실시하여 Pit를 설치하였을 경우 이에 따른 항내, 항만입구 주위, 그리고 항외곽 수역에서의 파랑장에 관한 것이다. 항내 및 항외에서의 파랑장은 평면2차원으로 취급하고, 준설에 의한 Pit는 장방형의 형태로 구성한다. 본 연구에서 사용한 해는 경계적분 방정식(BIE)을 기본으로 하여 얻어진 Green 함수를 이용하여 수치계산을 실시한다. 본 연구에서는 입사각 $90^{\circ}$ 및 부분 반사 경계면을 갖는 항내 안벽으로 적용하여 그 결과를 제시한다.
간접 경계요소법 (비정상패널법)을 사용하여 3차원 날개의 동적 지면효과에 대한 연구를 수행하였다. Green 정리를 사용하여 경계표면에 대한 적분방정식을 얻었다. 일정강도의 용출 및 용흡중첩을 날개표면에 분포시켰고 후류는 일정강도의 용흡중첩으로 나타내었다. 매 시간간격마다 한 행의 후류 패널들이 날개의 후연에서 하류로 대류한다고 가정하였다. 지면효과를 받는 날개의 익단 와류가 날개길이방향으로 이동하였다. 동적 지면효과를 받는 날개가 가지는 공력계수의 진폭 값이 정적 지면효과를 받는 날개의 경우보다 더욱 증가하였다.
임의 단면을 갖는 도체 및 유전체주로 비추어진 TMz 산란 특성은 경계요소법으로 해석하였다. 경계요소 방정식은 Maxwell 방정식, 가중잔차 또는 Green 정리, 그리고 경계조건에 의해서 구성된다. 이때 경계상에서의 미지 표면장은 경계요소 접근 방정식으로 계산된다. 경계상에서 표면장이 구해지므로 무한공간에서 산란된 장과 산란폭은 쉽게 구할 수 있다. 해석된 예로써 완전도체 원형과 타원형 원통주, 그리고 유전체 원형과 타원형 원통주로부터의, 평면과 산란을 수치적으로 해석하였다. 컴퓨터 프로그램은 2차요소(고차경계요소)와 Gaussian구적법을 사용하여 향상시켰다.
A decoupling technique for simulating near-field wave motions in two-phase media is introduced in this paper. First, an equivalent but direct weighted residual method is presented in this paper to solve boundary value problems more explicitly. We applied the Green's theorem for integration by parts on the equivalent integral statement of the field governing equations and then introduced the Neumann conditions directly. Using this method and considering the precision requirement in wave motion simulation, a lumped-mass FEM for two-phase media with clear physical concepts and convenient implementation is derived. Then, considering the innate attenuation character of the wave in two-phase media, an attenuation parameter is introduced into Liao's Multi-Transmitting Formula (MTF) to simulate the attenuating outgoing wave in two-phase media. At last, two numerical experiments are presented and the numerical results are compared with the analytical ones demonstrating that the lumped-mass FEM and the generalized MTF introduced in this paper have good precision.
Scattering of TE waves by a periodic conducting surface with dielectric cover is considered. A method for the aalysis of scattering from periodic structures based on the numerical solution of the integral equations is further developed. Using periodicity (Floquet's theorem), the range of the integral equations is reduced to a single period where the kernels are the Green's functions for periodic arrays. The numerical solution of the intergral equations is obtained using the method of moments. From numerical results for the reflected power the effects of surface profile shape, period-to-depth ratio, and cover permittivity on the scattering behaviors are examined.
The scattering property of TMz illuminated a elliptic dielectric cylinders with arbitrary cross section are analyzed by the boundary element techniques. The boundary element equations are for- mulated via Maxwell's equations, weighted residual of Green's theorem, and the boundary conditions. The unknown surface fields on the boundaries are then calculated by the boundary element integral equations. Once the surface fields are found, the scattered fields in far-zone and scattering widths (SW) are readily determined. To show the validity and usefulness of this formulation, computations are compared with those obtained using analytical method and one layer circular cylinder. As exten- sion to arbitrary cross-sectioned cylinders, plane wave scattering from a elliptic dielectric cylinders are numerically analyzed. A general computer program has been developed using the quadratic ele- ments(Higher order borndary elements) and the Gaussian quadrature.
Graphene nanoribbons with zigzag-shaped edge (zGNRs) are predicted to be magnetic insulator at the ground state, attracting significant interest in view of spintronic applications [1]. On the other hand, although they are energetically and thermodynamically more favored than zGNRs [2], graphene nanoribbons with armchair-shaped edge (aGNRs) have been less spotlighted than zGNRs due to the absence of magnetism. Herein, based on the combined density functional theory (DFT) and matrix Green's function (MGF) approach, we consider aGNRs functionalized with various molecular groups, and show that the spin polarizations develop for some of the considered aGNR edge functionalization cases. The origin of the induced magnetism will be discussed within the Lieb's theorem [3]. This work will provide a novel guidance for the development of graphene-based spintronic devices.
Herein the dynamic response of an axisymmetric buoy to regular wave is studied within linear potential theory. The buoy has a particular geometry so that it should experience minimum wave-exiting force on the vertical direction at a precribed wave number in water of finite depth. Invoking the Green's theorem a velocity potential is generated by distributing pulsating sources and doublets on the immersed surface of the buoy at its mean position. Hydrodynamic forces and moments are obtained approximately by summation of the products of linear pressure and directional mesh area over the immersed surface. Model tests are carried out to measure the wave-exciting forces, hydrodynamic forces and motion responses. The experimental results in general agree fairly well with the numerical ones. From the analytical and experimental works it is found that the pitching motion and its coupling effect affect significantly the motion characteristics of the freely-floating axisymmetric buoy in regular waves.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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