• 제목/요약/키워드: MacCormack Scheme

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MacCormack 방법의 개량에 대한 연구 (Some Modifications of MacCormark's Methods)

  • 하영수;유승재
    • 융합보안논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.93-97
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    • 2005
  • MacCormack 방법은 hyperbolic 편미분 방정식의 근을 구하는데 많이 쓰이는 방법으로 그 정확도가 2차 오더가 된다. 하지만 이 방법으로 편미분방정식을 풀 경우 불연속인 점에서는 엔트로피를 만족하지 않는 경우가 있어 우리는 임의의 항을 첨가하여 근을 구해야한다. 이 임의의 항을 첨가하지 않고 직접 방정식으로부터 구하는 방법을 생각하는데 있어서 기존의 MacCormack 방법에 새 central scheme의 개념을 이용하면 전형적인 MacCormack 방법의 정확도와 장점을 보존할 수 있다. 이 새로운 방법을 이용하여 1D Burgers' 방정식과 1D Euler gas dynamic 방정식에 활용하여 그 결과를 살펴본다.

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유한차분법과 특성곡선법을 이용한 파이프-오리피스계의 가스 유동 예측 (A Prediction of Gas Flow in a Pipe and Orifice System Using The Finite Difference Method and The Method of Characteristics)

  • 나홍섭;고대권;조규학;장세호;안수길
    • 동력기계공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.11-16
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    • 2003
  • Because of the advancement of digital computers and software technologies, simulation methods have been used to reduce time and costs. A lot of simulation methods have been developed for the improvement of charging efficiency on the intake and exhaust system of engines. In this study, as a basic step for the development of the gas flow simulation program for the intake and exhaust system, the gas flow in a pipe-orifice system was calculated with three algorithms(Method of Characteristics, MacCormack Method for conservation, and MacCoramck Method for nonconservation). The calculated results using three numerical algorithms were compared with measured result to verify the calculation accuracy.

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회전익 채널내 후류장에 의한 비정상 유동특성에 관한 연구 (Unsteady Flow Fields in a Rotor Blade Passage by Wake Passing)

  • 김윤제;전용렬
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.16-23
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    • 1999
  • The characteristic of unsteady flowfields on gas turbine, particularly on a rotor blade surface has been numerically investigated. The unsteady flow in a rotor blade passage as a result of wake/blade interaction is modeled by the inviscid flow approach, and solved by Euler equations using a time accurate marching scheme. Unsteady flow in the blade passage is induced by periodically moving a wake model across the passage inlet. The wake model used in this study is the Gaussian wate model in which the wake flow is assumed to be parallel with uniform static pressure and uniform relative total enthalpy. Numerical results show that for the case of Ps/Pr=1.5, the velocity and pressure distribution on the blade surfaces have much more complex profiles than for the case of Ps/Pr=1.0.

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천수방정식의 유한차분 특성 (Characteristics of Finite Difference Methods for the Shallow Water Equation)

  • 이길성;강주환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.41-52
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    • 1989
  • ADI 방법, Hansen 방법, Heaps 방법, Richtmyer 방법, MacCormack 방법 등 5가지 유한차분방법을 사용하여 천수방정식에 대한 수치실험을 행하였다. 해석적 해가 존재하는 선형모형에 적용하여 안정성, CPU시간, 정확성 등을 검토하였고 비선형모형에 적용하여 순환현상을 모의하였다. 그 결과 ADI방법은 CPU시간이 가장 길고 유속에 대한 정확성이 다소 떨어진다는 결점이 있는 반면 순환현상을 가장 잘 모의한다는 것과 안정성에서 큰 장점이 있었다. 양해법 중에선 Richtmyer 방법이 비교적 우수한 방법으로 평가되었다. 한편 유효점성항은 천수방정식의 수치해석시 필수적이라는 결론도 얻었다.

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유동방향의 초원형 오리피스 형상 변화가 관유동에 미치는 동특성 연구 (A Dynamic Characteristics of the Tube Flow with the Variations of the Axially-Positioned Super-Circled Orifice Shape)

  • Kim, Youn J.;Lee, Sang-Sub
    • 에너지공학
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    • 제6권1호
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    • pp.52-57
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    • 1997
  • 유동방향으로 초원형 형상을 갖는 잘록한 관내의 압축성 유동에 관한 동특성을 수치적으로 연구하였다. MacCormack의 양해법, 즉 예측자/보정자 단계를 거친 시간 진행법을 이용하여 Euler 방정식의 해를 구하였는데, 관내 유동은 이차원, 비점성, 압축성 유동이라 가정하였다. 관의 직경비와 형상비가 압력분포에 미치는 영향을 광범위하게 고찰하였으며, 본 연구에서 개발한 전산프로그램을 이용한 수치 결과는 상용코드인 FLUENT를 이용한 결과와 비교하여 일치된 결과를 얻을 수 있었다.

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대규모 육지수문모형에서 사용 가능한 지표면 및 지표하 연계 물흐름 모형의 개발: II. 모형적용 (Development of a Conjunctive Surface-Subsurface Flow Model for Use in Land Surface Models at a Large Scale: Part II. Model Implementation)

  • 최현일
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.23-27
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    • 2008
  • 대규모 육지수문모형(Land Surface Model, LSM)에서 종합적인 육지 물흐름 및 에너지흐름의 예측을 위해 새로운 지표면-지표하 연계 물흐름 모형이 지표하 물흐름 모의를 위한 3차원 체적평균 토양수분 이송방정식(Volume Averaged Soil-moisture Transpor, VAST)을 지표수 흐름모의를 위한 1차원 확산방정식과 연계하여 개발되었다. 각 흐름특성에 맞는 복합적인 수치해석법이 적용되어, 시간분할 방법에 의해 3차원 VAST 방정식의 종방향 흐름이 완전음해법에 의해 해석된 후, 횡방향 흐름이 양해법으로 구해지며, 그 후에 1차원 확산방정식은 MacCormack 유한차분법으로 계산한다. 이 새로운 흐름연계모형은 최신의 육지수문모형인 CLM(Common Land Model)내의 기존 1차원 수리수문계산부분을 대체하게 된다. CLM과 결합된 새로운 연계흐름모형은 오하이오 계곡부근의 시험유역에 적용되었으며, 모의결과는 지표면-지표하 물흐름 상호작용의 모의와 지표수 흐름추적방법을 사용한 새로운 모형의 유출예측이 실측치에 더 근접함을 보여준다. 이 개선된 육지수문모형은 지역적, 대륙적, 그리고 지구전체를 다루는 수문기상연구와 기후변화로 인한 재해예방을 위하여 기상모형인 CWRF(Climate extension of the next-generation Weather Research and Forecasting)와 연계될 예정이다.

Estimating groundwater recharge from time series measurements of subsurface temperature

  • Koo, Min-Ho;Kim, Yongje
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.213-216
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    • 2003
  • Efforts for better understanding of the interaction between groundwater recharge and thermal regime of the subsurface medium is gaining momentum for its diverse applications in water resources. A numerical model is developed to simulate temperature variations of the subsurface under time varying groundwater recharge. The model utilizes MacCormack scheme for finite difference approximation of the partial differential equation describing the conductive and advective heat transport. For the estimation of recharge rate, optimization of the model is realized by searching for the unknown parameters which minimize the root-mean-square error between simulated and measured temperatures. Simulation results for 22-year time series data of temperature measurements reveal that the proposed model can accurately simulate subsurface temperature variations resulting from the redistribution of the heat due to the movement of water and it can also estimate temporal variations of recharge. Seasonal variations of recharge and a linear relationship between precipitation and recharge are clearly reflected in the simulated results.

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