• 한국결정성장학회지
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• 제7권4호
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• pp.599-609
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• 1997

콜로이드 분산의 상거동 및 동적 운동 및 형성되는 침적체의 구조와 물성은 전산실험법으로 조사되었다. 다양한 물성과 공정조건들은 Peclet수를 사용하여 조사될 수 있다. 형성된 구조는 구조인자 및 반경방향 분포함수로서, 물성은 계면의 궤적선도를 사용하여 조사되었다. 침적체의 형성 조건과 구조가 조사되었으며 침적시간과 높이에 따른 구조와 물성이 조사되었다. 침적체가 결정구조를 갖는 최적 Peclet수의 범위가 있으며 결정화와 관련된 현상들은 공정조건에 크게 좌우됨을 알 수 있다. 현 방법과 결과들은 고밀도 침적체의 제조시 세라믹 미분체 공정을 설계하는데 사용될 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.5-14
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• 2009

본 연구에서는 유효수직응력의 영향을 받고 있으며, 공간적으로 상관된 간극분포를 포함하고 있는 단일 균열 내에서의 용질이동에 대한 공간적 거동을 수치적으로 분석하였다. 분석결과 단일 균열에서의 용질이동은 간극분포의 공간적 상관정도와 적용된 유효수직응력에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 공간적 상관길이가 증가함에 따라 용질입자의 평균이동시간은 감소하였으며, 또한 용질이동에 대한 굴곡도와 Peclet 수(유체흐름에 의한 용질의 이송율과 분자확산율과의 관계를 나타내는 무차원 수)가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 공간적 상관길이가 증가할수록 단일 균열 내의 간극분포가 용질입자의 이동에 유리하다는 것을 의미한다. 그러나 유효수직응력이 증가할수록 용질입자의 평균이동시간과 굴곡도는 증가하는 경향을 나타냈으며, Peclet 수는 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 유효수직응력이 증가할수록 접촉면의 증가로 인해 한 두 개의 상대적으로 큰 국부유량을 가지는 유로를 따라 이동하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 용질이동에 대한 모의된 결과에 근거하여 공간적 상관길이에 따른 유효수직응력과 용질의 평균이동시간과의 관계를 나타내는 지수형태의 상관식을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.179-189
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• 2012

오염물질의 이동 현상을 모의하기 위하여, 감쇠항이 있는 3차원 이송-확산 방정식의 수치모형이 개발되었다. 개발된 모형은 유한차분 모형으로서 시간단계의 가중치 ${\alpha}$를 포함하는 음해법(implicit finite difference method)과, 반복법인 Gauss-Seidel SOR(successive over relaxation)이 사용되었다. 모형은 보다 단순화된 가정 하에서 존재하는 두 가지의 해석적인 해와 비교되었다. 그 결과 Peclet number가 5~20 이하에서는 수치 분산의 영향이 크지 않았고 작은 오차범위 내에서 해석적인 해와 동일하였다. 또한 가중치 ${\alpha}$의 변화에 대한 모형의 거동은 Crank-Nicolson 모형(${\alpha}$=0.5)이 fully-implicit 모형(${\alpha}$=1)보다 해석적인 해에 접근함을 보여주었다. 모형의 검증과 실효성 제고를 위하여, mass balance를 검토하였다. 즉, 이송, 확산 및 감쇠항 각각에 대한 질량 이동을 산출하였으며, 그 결과 질량 이동의 계산 오차는 약 3% 이내였다. 본 모형은 감쇠 과정이 수반되는 3차원 이송-확산의 농도분포와 질량이동을 산출할 수 있으며 다양한 경계조건을 설정함으로서 현장조건을 반영할 수 있다. 그러나본 모형은 고정격자를 기반으로하는 유한차분 모형이므로 Peclet number가 비교적 작게 나타날 수 있는 토양 및 지하수계의 오염물질 이동 등의 문제에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제29권6호
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• pp.549-556
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• 2005

단축압출기의 압출공정에서 고체수송부의 열전달 현상에 미치는 무차원수의 효과를 수치 해석적인 방법으로 연구하였다. 스크루의 기하학적 구조 및 특성에 따른 압출기 내에서의 고체 흐름 상태에 대한 이해를 바탕으로 고체 수송부에 대하여 열 수지 방정식을 세우고 무차원화하였다. 이에 유한체적법과 멱법칙 도식을 적용하여 이산화 방정식을 유도한 다음 반복 대입법과 완화법으로 해를 구하였다. 고체수송부의 열전달 특성을 규정하는 무차원수인 Biot 수와 Peclet 수가 수지 공급부의 온도와 고체수송부의 길이에 끼치는 영향을 조사하였다. Biot 수가 증가하면 냉각에 의한 열 손실이 지배하여 배럴의 온도는 급격히 감소하지만 고체층의 온도와 고체수송부의 길이에 미치는 영향은 적으며, Peclet 수가 증가하면 대류 항이 지배하여 고체층의 온도가 감소하고 고체수송부의 길이가 증가한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.37-44
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• 2006

본 연구는 오염물 거동에 대한 수치해석을 위해 보편적으로 사용되고 있는 수치 방법들의 장단점을 총괄적으로 나타내고, 효율적인 수치모델링 기법 개발을 위해 ELLAM과 LEZOOMPC를 비교분석하였다. 지하수 분야에서 가장 많이 사용되는 수치 방법은 Eulerian-Lagrangian 방식과 Eulerian 방식인데, Eulerian-Lagrangian 방식은 수치영역 내에서 일반적으로 질량을 보존하지 못하고, 경계조건을 체계적으로 처리하지 못하는 한계를 갖고 있다. 반면에 Eulerian 빙식은 시간 및 공간 절삭 오차로 인해서 시간 간격 및 격자 크기를 극히 줄여야 하는 제약을 갖고 있다. 최근 10 년간 지하수 분야에서 크게 대두되고 있는 수치기법인 ELLAM(Eulerian Lagrangian Localized Adjoint Method)은 Eulerian-Lagrangian 방식과 Eulerian 방식에서 나타나는 수치 제약점이나 한계점을 동시에 해결하는 수치기법으로 알려져 왔다. 그러나 본 연구에서는 ELLAM의 장단점을 파악하고 보완점을 제안한다. ELLAM의 단점을 파악하기 위해, mesh Peclet number가 다른 예제들을 설정하고, 그 예제들에 대한 ELLAM, LEZOOMPC(Lagrangian-Eulerian ZOOMing Peak and valley Capturing)와 visual MODFLOW의 수치결과들을 해석해와 비교하였다. Mesh Peclet number가 무한대일 때 ELLAM의 수치결과는 수치진동으로 인해 해석해와 일치하지 않았으나, LEZOOMPC의 수치 결과는 해석해와 일치했다. 위의 결과는 ELLAM의 수치오차가 LEZOOMPC의 특성을 이용하여 개선 및 보완될 수 있는 가능성을 시사해 준다. 따라서 ELLAM에 LEZOOMPC의 후향 입지추적, 전향 입지추적, 선택적 국부 격자 세립화 과정과 최고/최저 농도점 이동 추적 과정을 결합하면 ELLAM의 수치적 장점을 유지하면서 mesh Peclet number에 제약을 받지 않는 효율적인 수치모델링 기법을 개발할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.609-618
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• 2009

지층 내에 발달한 고투수성 단층은 유체, 에너지, 그리고 용질이 이동하는데 있어서 중요한 역할을 하는 지질구조이다. 따라서 고투수성 단층 주변부에서는 지열수(혹은 온천), 지열 이상대, 그리고 금속 광상 등이 형성될 가능성이 크다. 단층의 구조에 따른 지하수 유동과 이에 따른 지층 내의 열적 상태를 확인하기 위해서 단층 구조가 다른 세 가지의 경우에 대해서 이차원 열-수리적 거동 모델링을 수행하였다. 모델링 결과로부터 세 가지 모든 단층 구조의 경우에서 단층의 투수율이 커지면 단층대에서의 지하수 용출 온도가 초기 온도 보다 높아지는 경향을 확인 할 수 있다. Peclet number 와 단층대에서의 용출온도의 상관관계 분석으로부터 상관계수($R^2$)가 0.98로 상당히 높은 것을 확인하였다. Peclet number가 1이상 일 때 단층대에서는 약 $32^{\circ}C$ 이상의 온도가 용출되며 이러한 경우에 단층대에서의 열흐름은 매질을 통한 전도 보다는 지하수에 의한 대류의 영향이 큰 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.135-138
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• 2005

최근에 ELLAM 기법을 이용한 오염물 거동 문제를 많은 사람들이 다루어 오고 있다. ELLAM 기법은 기존의 Eulerian-Lagrangian 방식에서 일어나는 질량보존 문제점과 일반경계조건의 체계적인 적용 한계점을 극복하였다. 그러나 본 연구에서는 이 방식의 장단점을 네 개의 예제를 통하여 다른 모델들과 비교 검토하여 ELLAM의 수치적 고찰을 수행하고자 한다. 예제 수행 결과 Mesh Peclet Number가 무한대일때 ELLAM은 수치확산 및 수치진동과 같은 수치오차로 인해 음수의 농도 값을 갖거나 1 보다 큰 농도를 갖는 경향을 보인다. 그러나 Mesh Peclet Number 50 일때는 전체적으로 해석해와 잘 일치함을 볼 수 있다. 반면, LEZOOMPC(Lagrangian-Eulerian ZOOMing Peak and valley Capturing)는 항상 좋은 결과를 보여주고 있다. 따라서 위의 결과를 종합하여 볼 패 ELLAM의 단점은 LEZOOMPC의 성질을 이용하여 개선 및 보완될 수 있음을 간접적으로 시사해준다. 즉 LEZOOMPC에서 사용되는 선택적 국부 격자 세립화 과정을 이용하면 ELLAM에시 일어나는 다양한 수치오차를 줄일 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.437-442
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• 2009

선형유도전동기와 같은 속도기전력을 포함하는 운동자계 문제를 Galerkin 법을 이용하는 FEM으로 해석할 경우, Peclet Number의 값에 따라 해가 오실레이션 할 수 있으므로 해의 안정성이 떨어지게 되며, 더불어서 2차측 Back-Iron에서 자속이 외부와 쇄교하지 못하고 내부에서 맴도는 자속 맴돌이 현상이 발생하게 된다. 이 경우, 일반적으로 Up-Wind 기법을 이용하여 자속의 맴돌이 현상을 해결하게 되는데, 범용 S/W Tool(Maxwell 2D)의 경우 Up-Wind 기법을 적용하기가 힘들다. 따라서 본 논문에서는 Peclet Number 값에 따른 선형유도전동기의 2차측 Back-Iron에서 발생하는 자속의 맴돌이 현상을 살펴보고, 자속의 맴돌이 현상이 선형유도전동기의 동특성에 어떠한 영향을 끼치는지를 분석하였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.3-12
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• 2000

다영역 모델은 Preferential 흐름에 대한 해석을 위하여 토양을 여러개의 공극군으로 나누고 각 토양의 수리학적 특성을 이용하여 토양내의 흐름을 표현한 방정식이다. 이 모델을 유한차분법을 이용하여 수치적으로 풀이할 때 해의 정확도와 일관성을 분석하기위해 수정등가편미분방정식(MEPDE)을 구하고, 안정성을 분석하기위해 Von Neumann법을 이용한다. 수정등가편미분방정식을 이용하여 얻은 유한차분계에 대한 평가는 모델방정식에 대하여 일관성이 있는 것으로 나타났고 모델방정식에 대한 유한차분법은 2차의 정확도를 얻었다. 모델방정식의 안정성 해석은 Von Neumann방법을 이용하여 진폭도와 위상지연을 구하고 이를 분석하였다. 유한차분계의 진폭비는 Peclet수의 변화에 관계없이 비분산적이었으며 Peclet수가 1.0일때 가장 큰 값을 나타냈고, 위상지연은 참값에 대한 빈도요소보다 더 느리게 파동함을 나타냈다. 모델방정식의 안정성 해석 결과, 모델의 영역분해는 보다 정확한 결과를 얻기 위해서 Peclet수는 1.0보다 작고 Courant수는 3.0보다 작은 범위 안에서 분해하는 것이 좋은 것으로 분석된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.599-612
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• 1998

수송방정식의 양면적은 특성으로 인하여 이송항이 지배적인 흐름에 있어서 수송방정식의 수채해석은 매우 난해하다. 특히 유한요소법을 사용하여 수치해석할 때, 상류방향으로 더 많은 가중치를 두기 위하여 변화된 시행함수를 사용한다. 이러한 방법을 Petrov-Galerkin 방법이라고 한다. 본 논문에서는 N+1 과 N+2 Petrov-Galerkin 방법을 격자 Peclet 수가 큰 수송문제에 적용하였다. 주파수맞춤 기법을 사용하여 N+2 Petrov- Galerkin 방법을 격자 Peclet 수가 큰 소송문제에 적용하였다. 주파수맞춤 기법을 사용하여 N+2 Petrov-Galerkin 방법의 적정 풍상정도를 찾아내었고, 그 결과를 토의하였다. 이 기법의 시행함수는 이송항과 확산항의 상대적 크기에 따라 그 모양이 변화된다. 수치실험을 통하여 제시된 새로운 수치해석기법의 우수성을 설명하였다.