• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권8호
• /
• pp.1122-1133
• /
• 2003

Numerical characteristics of implicit upwind schemes, such as upwind ADI, line Gauss-Seidel (LGS) and point Gauss-Seidel (LU) algorithms, for Navier-Stokes equations have been investigated. Time-derivative preconditioning method was applied for efficient convergence at low Mach/Reynolds number regime as well as at large grid aspect ratios. All the algorithms were expressed in approximate factorization form and von Neumann stability analysis was performed to identify stability characteristics of the above algorithms in the presence of high grid aspect ratios. Stability analysis showed that for high aspect ratio computations, the ADI and LGS algorithms showed efficient damping effect up to moderate aspect ratio if we adopt viscous preconditioning based on min-CFL/max-VNN time-step definition. The LU algorithm, on the other hand, showed serious deterioration in stability characteristics as the grid aspect ratio increases. Computations for several practical applications also verified these results.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제33권8호
• /
• pp.605-612
• /
• 2000

Background: Ischemic preconditioning enhances the tolerance of myocardium against ischemia/reperfusion injury, with the enhancement of the recovery of post-ischemic myocardial function. This study was disigned to assess whether the protective effect of ischemic preconditioning could provide one additional hour of myocardial preservation in four hour myocardial ischemia in a rate heart. Material and method: Fourty four Spargue-Dawley rats, weighing 300~450gm, were divided into four groups. Group 1(n=7) and group 3(n=12) were subjected to 30 minutes of aerobic Langendorff perfusion without ischemic preconditioning and then preserved in saline solution at 2~4$^{\circ}C$ for 4 hours and 5 respectively. Group 2(n=7) and group 4(n=18) were perfused in the same way for 20 minutes, followed by 3 minutes of global mormothermic ischemia and 10 minutes of perfusion and then preserved in the same cold saline solution for 4 hours and 5 hours respectively. Heart rate, left ventricular developed pressure(LVDP), and coronary flow were measured at 15 minutes during perfusion as baseline. Spontaneous defibrillation time was measured after reperfusion. Heart rate, LVDP, and coronary flow were also recorded at 15 minutes, 30 minutes, and 45 minutes during reperfusion. Samples of the apical left ventricular wall were studied using a transmission electron microscope. Result: Time of spontaneous defibrillation(TSD) was significantly longer in group 4 than in group 1(p<0.001), and TSD in group 1 was significantly longer in comparision to that of group 2(p<0.05). Heart rate at 45 minutes was significantly higher in group 1 than in group 4(p<0.05). Heart rate at 15 min was significantly higher in group 2 than in group 1(p<0.001) and in group 4 than in group 3(p<0.05). Left ventricular developed pressure(LVDP) at 30 minutes and 45 minutes was higher in group 1 than in group 4(p<0.01), LVDP at 45 minutes was higher in group 4 than in group 3(p<0.05). Rate-pressure product(RPP) at 30 minutes and 45 minutes was higher in group 1 than in group 4(p<0.05). RPP at 15 minutes was higher in group 2 than in group 1(p<0.01). RPP at 30 minutes and 45 minutes was higher in group 4 than in group 3(p<0.05). Group 2 showed relatively less sarcoplasmic edema and less nuclear chromatin clearance than group 1. Group 4 showed less myocardial cell damage than group 3, group 4 showed less myocardial cell damage than group 3, group 4 showed more myocardial cell edema than group 1. Conclusion: Ischemic preconditioning enhanced the recovery of postischemic myocardial function after 4 hours and 5 hours preservation. However, it was not demonstrated that ischemic preconditioning could definitely provide one additional hour of myocardial preservation in four hour myocardial ischemia in a rat heart.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.57-65
• /
• 2004

The incompressible Navier-Stokes equations in two dimensions are stabilized by a modified residual method, and then discretized by hierarchical elements. The stabilization is necessary to escape from the Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi(LBB) constraint and hence to achieve an equal order formulation. To expedite a standard iterative method such as the conjugate gradient squared(CGS) method, a preconditioning technique called the Hierarchical Iterative Procedure(HIP) has been applied. In this paper, we increased the order of interpolation within an element up to cubic. The hierarchical elements have been used to achieve a higher order accuracy in fluid flow analyses, but a proper efficient iterative procedure for higher order finite element formulation has not been available so far The numerical results by the present HIP for the lid driven cavity flow and others showed the present procedure to be stable, very efficient and useful in flow analyses in conjunction with hierarchical elements.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제23권1호
• /
• pp.45-60
• /
• 2019

This paper is devoted to proposing a new approach for damage detection of structures. In this technique, the biconjugate gradient method (BCG) is employed. To remedy the noise effects, a new preconditioning algorithm is applied. The proposed preconditioner matrix significantly reduces the condition number of the system. Moreover, based on the characteristics of the damage vector, a new direct search algorithm is employed to increase the efficiency of the suggested damage detection scheme by reducing the number of unknowns. To corroborate the high efficiency and capability of the presented strategy, it is applied for estimating the severity and location of damage in the well-known 31-member and 52-member trusses. For damage detection of these trusses, the time history responses are measured by a limited number of sensors. The results of numerical examples reveal high accuracy and robustness of the proposed method.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2006년도 PARALLEL CFD 2006
• /
• pp.83-84
• /
• 2006

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제36권4호
• /
• pp.242-254
• /
• 2003

상온에서 단기간의 심근 허혈이 가해질 때 허혈 전처치가 심근기능의 보호에 효과가 있다는 사실은 어느 정도 증명되었지만 저온의 심근 보호액을 이용하여 심장을 정지시킨 후 $25^{\circ}C$의 중등도 저체온 상태에서 간헐적으로 심근 보호액을 주입하며 장시간 허혈 상태에 노출시키는 일반적인 심장수술을 시행하는 경우에 허혈 전처치가 효과가 있는지에 대해서는 연구가 부족한 상태이며 또한 연구결과에 따라 많은 이견이 있다. 본 실험에서는 상온에서의 허혈과 중등도 저체온법을 사용하며 심근 보호액의 간헐적 주입을 병행하는 일반 심장 수술에서 허혈 전처치가 심근 보호에 미치는 효과를 비교하기 위해 실험을 진행하였다. 대상 및 방법： $25^{\circ}C$에서 St. Thomas hospital 심근 보호액을 사용한 경우와 상온에서 심근 보호액 없이 허혈을 받은 경우 각각에서 허혈 전처치의 효과를 비교하였다. 모든군의 심장을 20분간 $37^{\circ}C$의 Krebs 용액으로 관류시키고, 제1군은(n=6)은 허혈 전처치로 $37^{\circ}C$에서 3분간의 허혈 및 5분간 재관류를 두 차례 받은 후, $4^{\circ}C$의 심근 보호액을 20분마다 반복해 주입하며 120분간 $25^{\circ}C$의 중등도 저체온 상태를 유지하였다. 제2군(n=6)은 제1군에 대한 대조군으로 허혈 전처치를 하지 않은 상태에서 역시 120분간 $25^{\circ}C$상태를 유지하며 20분마다 심근 보호액을 반복해 주었다. 제1, 2군 모두 허혈기가 끝난 후 $37^{\circ}C$의 Krebs 용액으로 30분간 재관류하며 결과를 측정하였다(제1, 2군： 저온 심근 보호액군). 상온에서의 허혈군으로 $37^{\circ}C$를 유지하며 전반적 허혈을 받은 두 군을 설정하였다. 제3군(n=6)은 3분 허혈, 5분 재관류로 허혈 전처치 후 $37^{\circ}C$에서 30분간 허혈 상태를 유지 후 30분간 재관류하였고, 제4군(n=6)은 제3군에 대한 대조군으로 허혈 전처치 없이 30분간 허혈 후 30분간 재관류하며 결과를 측정하였다(제3, 4군: 상온 심정지군). 결과: 저온 심근 보호액 군에서는 허혈전처치를 시행 후 심근 보호액을 주입한 군(제1군)과 허혈 전처치 없이 심근 보호액을 주입한 대조군(제2군)의 비교에서 관상동맥 관류량, 심박동수, 좌심실내압, 좌심실압과 맥박수를 곱한 값, 좌심실압 순간 변화율 및 CPK, LDH의 비교 모두에서 통계적으로 유의한 차이를 볼 수 없었다(p=NS). 상온 심정지 군에서는 허혈 전처치 후 $37^{\circ}C$에서 허혈을 유지한 군(제3군)과 허혈 전처치 없이 허혈을 유지한 대조군(제4군)의 비교에서 허혈 전처치를 시행한 군이 좌심실 수축기압, 좌심실압과 맥박수를 곱한값, 좌심실 이완기압, 좌심실압 순간 변화율 등이 허혈 전처치를 시행치 않은 군보다 유의하게 호전되었고 CPK, LDH의 변화에서도 유의한 차이를 보여 허혈 전처치가 심근의 기능적 회복 및 심근 보호에 효과가 있음을 보았다(p<0.05). 결론: 이상의 결과에서 쥐의 심장을 이용한 실험 시 허혈 전처치가 상온에서의 심근 허혈과 재관류 시에는 심근기능 회복에 효과가 있으나 중등도 저체온법과 간헐적 심근 보호액의 주입 하에서 시행한 심장의 재관류에는 심근보호 효과가 없음을 보았다.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제36권5호
• /
• pp.242-254
• /
• 2003

배경: 상온에서 단기간의 심근 허혈이 가해질 때 허혈 전처치가 심근기능의 보호에 효과가 있다는 사실은 어느 정도 증명되었지만 저온의 심근 보호액을 이용하여 심장을 정지시킨 후 $25^{\circ}C$의 중등도 저체온 상태에서 간헐적으로 심근 보호액을 주인하며 장시간 허혈 상태에 노출시키는 일반적인 심장수술을 시행하는 경우에 허혈 전처치가 효과가 있는지에 대해서는 연구가 부족한 상태이며 또한 연구결과에 따라 많은 이견이 있다. 본 실험에서는 상온에서의 허혈과 중등도 저체온법을 사용하며 심근보호액의 간헐적 주입을 병행하는 일반 심장 수술에서 허혈 전처치가 심근 보호에 미치는 효과를 비교하기 위해 실험을 진행하였다. 대상 및 방법: $25^{\circ}C$에서 St. Thomas hospital 심근 보호액을 사용한 경우와 상온에서 심근 보호액 없이 허혈을 받은 경우 각각에서 허혈 전처치의 효과를 비교하였다. 모든 군의 심장을 20분간 37$^{\circ}C$의 Krebs 용액으로 관류시키고, 제1군은(n=6)은 허혈 전처치로 37$^{\circ}C$에서 3분간의 허혈 및 5분간 재관류를 두 차례 받은 후, 4$^{\circ}C$의 심근 보호액을 20분마다 반복해 주입하며 120분간 $25^{\circ}C$의 중등도 저체온 상태를 유지하였다. 제2군(n=6)은 제1군에 대한 대조군으로 허혈 전처치를 하지 않은 상태에서 역시 120분간 $25^{\circ}C$상태를 유지하며 20분마다 심근 보호액을 반복해 주었다. 제1, 2군 모두 허혈기가 끝난 후 37$^{\circ}C$의 Krebs 용액으로 30분간 재관류하며 결과를 측정하였다(제1, 2군:저온 심근 보호액군).상온에서의 허혈군으로 37$^{\circ}C$를 유지하며 전반적 허혈을 받은 두 군을 설정하였다. 제3군(n=6)은 3분 허혈, 5분 재관류로 허혈 전처치 후 37$^{\circ}C$에서 30분간 허혈 상태를 유지 후 30분간 재관류하였고, 제4군(n=6)은 제3군에 대한 대조군으로 허혈 전처치 엄이 30분간 허혈 후 30분간 재관류하며 결과를 측정하였다(제3, 4군: 상온 심정지군). 걸과: 저온 심근 보호액 군에서는 허혈전처치를 시행 후 심근 보호액을 주입한 군(제1군)과 허혈 전처치 없이 심근 보호액을 주입한 대조군(제2군)의 비교에서 관상동맥 관류량, 심박동수, 좌심실내압, 좌심실압과 맥박수를 곱한 값, 좌심실압순간 변화율 및 CPK, LDH의 비교 모두에서 총계적으로 유의한 차이를 볼 수 없었다(p=NS). 상온 심정지 군에서는 허혈 전처치 후 37$^{\circ}C$에서 허혈을 유지한 군(제3군)과 허혈 전처치 없이 허혈을 유지한 대조군(제4군)의 비교에서 허혈 전처치를 시행한 군이 좌심실 수축기압, 좌심실압과 맥박수를 곱한 값, 좌심실 이완기압, 좌심실압 순간 변화율 등이 허혈 전처치를 시행치 않은 군보다 유의하게 호전되었고 CPK, LDH의 변화에서도 유의한 차이를 보여 허혈 전처치가 심근의 기능적 회복 및 심근 보호에 효과가 있음을 보았다(p<0.05). 결론: 이상의 결과에서 쥐의 심장을 이용한 실험 시 허혈 전처치가 상온에서의 심근 허혈과 재관류 시에는 심근기능 회복에 효과가 있으나 중등도 저체온법과 간헐적 심근 보호액의 주입 하에서 시행한 심장의 재관류에는 심근보호 효과가 없음을 보았다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
• /
• pp.169-177
• /
• 2005

A high resolution scheme for solving gas-liquid two-phase flows with cavitation is described. This scheme uses the curvilinear coordinate grid and solves the density based momentum equations for mixture of gas-liquid medium with a preconditioning method to treat both compressible and incompressible flow characteristics. The present preconditioned method is based on the Runge-Kutta explicit finite-difference scheme, and is improved by using the diagonalization, the flux difference splitting and the MUSCL-TVD schemes to save computational effort and to increase stability and resolvability, especially at gas-liquid contact surfaces. A homogeneous equilibrium cavitation model is used to treat the gas-liquid two-phase medium in cavitating flow as a locally homogeneous pseudo-single-phase medium. Therefore, it is easy to solve cavitating flow, including wave propagation, large density changes and incompressible flow characteristic at low Mach number. Some numerical results obtained by the present scheme are shown.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.13-16
• /
• 2008

After the collapse of the Tacoma bay bridge at Tacoma Washington, the accurate prediction of aerodynamics became crucial to the sound design of bridges. CFD(Computational Fluid Dynamics) becomes important tool for the prediction on wind effects on the bridge due to the recent development of CFD. The usage of CFD is further prompted by the advantages in using CFD, such as low-cost and fast feed-back of design. In this paper, an unsteady compressible Reynolds averaged Navier-Stokes code is used for the computation of the flow over bridges. Coakley's ��q-${\omega}$ �� two-equation turbulence model is used for the turbulent eddy viscosity. For accurate and stable computations, the local preconditioning method is adapted to the code. Aerodynamic characteristics of a couple bridges are presented to show the validity and the accuracy of the method.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
• /
• pp.177-184
• /
• 2009

Cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems, such as marine propellers, pump impellers, nozzles, injectors, torpedoes, etc. The present work has focused on the simulation of cavitating flow past cylinders with strong side flows. The governing equation is the Navier-Stokes equation based on the homogeneous mixture model. The momentum and energy equation is in the mixture phase while the continuity equation is solved liquid and vapor phase, separately. An implicit dual time and preconditioning method are employed for computational analysis. For the code validation, the results from the present solver have been compared with experiments and other numerical results. A fairly good agreement with the experimental data and other numerical results have been obtained. After the code validation, the strong side flow was applied to include the wake flow effects of the submarine or ocean tide.