• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권2호
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• pp.251-278
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• 2008

In this study, we investigate the discontinuous-derivative treatment at the gas-liquid interface in underwater explosion (UNDEX) problems by using the Moving Least Squares-Smoothed Particle Hydrodynamics (MLS-SPH) method, which is known as one of the particle methods suitable for problems where large deformation and inhomogeneity occur in the whole domain. Because the numerical oscillation of pressure arises from derivative discontinuity in the UNDEX analysis using the standard SPH method, the MLS shape function with Discontinuous-derivative Basis Function (DBF) that is able to represent the derivative discontinuity of field function is utilized in the MLS-SPH formulation in order to suppress the nonphysical pressure oscillation. The effectiveness of the MLS-SPH with DBF is demonstrated in comparison with the standard SPH and conventional MLS-SPH though a shock tube problem and benchmark standard problems of UNDEX of a trinitrotoluene (TNT) charge.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권3호
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• pp.395-402
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• 2002

This paper shows how to formulate the transient analysis of 2-dimensional Hagen-Poiseuille flow using smoothed particle hydrodynamics (SPH). Treatments of viscosity, particle approximation and boundary conditions are explained. Numerical tests are calculated to examine effects caused by the number of particles, the number of particles per smoothing length, artificial viscosity and time increments for 2-dimensional Hagen-Poiseuille flow. Artificial viscosity for reducing the numerical instability directly affects the velocity of the flow, though effects of the other parameters do not produce as much effect as artificial viscosity. Numerical solutions using SPH show close agreement with the exact ones for the model flow, but SPH parameter must be chosen carefully Numerical solutions indicate that SPH is also an effective method for the analysis of 2-dimensional Hagen-Poiseuille flow.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권10호
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• pp.1738-1747
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• 2003

Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), a pure Lagrangian numerical method, is applied to analysis of penetration phenomenon of bumper plate which is installed outside of spacecraft hull to protect the spacecraft against hypervelocity meteorite impact. Effects of SPH parameters, such as artificial viscosities, smoothing lengths, numbers of particles and time increments, are analysed by comparing the SPH simulation results with experimental ones with regard to subsequent formation of debris cloud. An optimum range of parameter values is determined by error analysis and various SPH numerical results are compared with experiments.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.151-151
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• 2011

평활입자동역학법(SPH, Smoothed Particle Hydrodynamics)은 도수, 댐붕괴류, 쇄파 등과 같이 수면 변동이 큰 유체 역학 문제를 해결하기 위한 무격자법 중의 하나이다. SPH법을 이용하여 1.5에서 8.0 범위의 여러 가지 Froude 수에 대하여 도수를 모의하였다. 또한, SPH의 모의 결과와 비교 검토하기 위해 실험실 수로에 물리모형을 구축하였다. 도수 전면의 위치와 도수 후의 수심을 대상으로 수리실험과 수치모의 결과를 비교하였다. 그 결과 Froude 수가 5 미만일 때, 수치모의결과는 물리 모형과 비교적 잘 일치하였으나, Froude 수가 클 때는 오차가 커지는 경향을 보였다. 이처럼 수치 모의의 결과가 물리 모형과 차이를 보이는 주요 이유는 점성의 처리와 난류에 따른 와도와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이 문제는 난류모형을 도입하면 어느 정도 개선될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.756-759
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• 2011

일반적으로 컴퓨터를 이용한 수치 해석에는 격자 수치 해석 방법인 유한요소법 또는 유한차분법이 주로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법들은 해석하고자 하는 영역을 요소나 격자 등으로 분할해야 하기 때문에 복잡한 현상들을 다루는 데 어려움을 갖게 된다. 이를 극복하기 위해 개발된 방법이 무요소법(Meshfree Method)이며 본 논문에서는 다양한 무요소법들 중 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)가 고려되어진다. SPH는 라그랑지안 수치 근사 기법을 사용하는 입자법(Particle Method)으로 SPH를 정확하게 실행하기 위해서는 적절한 경계 처리법이 요구된다. 그러나 기존의 경계 처리법은 유체 입자의 침투현상 및 커널(Kernel) 끊김 현상이 발생하기 때문에 적합하지 않다. 따라서 지금까지 SPH의 경계 처리법을 향상시키기 위해 다양한 접근법들이 제안되었으며 본 논문에서는 이러한 접근법들 중 정반사(Specular Reflection), 재회복(Bounce-back), 재도입(Reintroduce) 방법 및 경계 반발력(Repulsive Force)과 가상 입자(Ghost Particle)의 적용이 분석되고 현상 접목을 통해 적절한 경계 처리법이 제안되어진다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.163-163
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• 2011

평활입자동역학법(SPH, Smoothed Particle Hydrodynamics)은 붕괴파(도수, 댐붕괴류, 쇄파) 등과 같이 수면 변동이 큰 유체 역학 문제를 해결하기 위한 무격자법 중의 하나이다. SPH를 이용한 붕괴파의 모의에서는 압력, 점성, 밀도(압축성), 척력 등 다양한 계산 인자가 필요하다. 이들 인자가 SPH 모의 결과에 미치는 영향을 도수와 댐붕괴류에 대해서 검토하였다. 그 결과 압력과 관련하여, 상태 방정식 계수로 표현되는 유체의 음속은 입자들의 흩어짐 현상과 밀접한 관계를 가지는 것을 밝혀내었다. 평활 거리는 수치해의 안정성과 밀접한 관련이 있으며, 너무 작거나 크게 설정하는 경우 해의 정확도가 떨어지는 것으로 나타났다. 일반적으로 2차원 문제의 경우 20~23개 정도의 입자가 해의 내삽에 사용되는 것이 바람직하다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.27-33
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• 2008

물리기반 레픽스 기술은 연기 물, 화염과 같은 자연현상을 계산 물리학으로 시뮬레이션하고 이를 가시화하는 기술이다. 본 논문에서는 시뮬레이션 된 다수의 파티클 유체데이터를 사각 스플렛을 이용하여 3차원으로 빠르게 가시화 하는 기법을 제안한다. SPH(Smoothed Paticle hydrodynamic) 기법을 사용하여 스플렛의 위치와 법선 벡터를 계산하고, 단적 현상을 줄이 기 위해 사각뿔 형상으로 스플렛을 재구성하고 가시화 한다. SPH 기법을 사용하는 유체 시뮬레이션 엔진에 적용하여 자연스러운 물의 유동 현상을 성공적으로 가시화 하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권2호
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• pp.796-808
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• 2019

In this paper, a Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method is extended to simulate the ice failure process and ice-ship interactions. The softening elastoplastic model integrating Drucker-Prager yield criterion is embedded into the SPH method to simulate the failure progress of ice. To verify the accuracy of the proposed SPH method, two benchmarks are presented, which include the elastic vibration of a cantilever beam and three-point bending failure of the ice beam. The good agreement between the obtained numerical results and experimental data indicates that the presented SPH method can give the reliable and accurate results for simulating the ice failure progress. On this basis, the extended SPH method is employed to simulate level ice interacting with sloping structure and three-dimensional ice-ship interaction in level ice, and the numerical data is validated through comparing with experimental results of a 1:20 scaled Araon icebreaker model. It is shown the proposed SPH model can satisfactorily predict the ice breaking process and ice breaking resistance on ships in ice-ship interaction.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권4호
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• pp.398-407
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• 2007

A smoothed particle hydrodynamics (SPH) method is applied for simulating two-dimensional free-surface problems. The SPH method based on the Lagrangian formulation provides realistic flow motions with violent surface deformation, fragmentation and reunification. In this study, the effect of computational parameters in SPH simulation is explored through two-dimensional dam-breaking and sloshing problem. The parameters to be considered are the speed of sound, the frequency of density re-initialization, the number of particle and smoothing length. Through a series of numerical test. detailed information was obtained about how SPH solution can be more stabilized and improved by adjusting computational parameters. Finally, some numerical simulations for various fluid flow problem were carried out based on the parameters chosen through the sensitivity study.

• 대한유전성대사질환학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-13
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• 2020

Gaucher disease (GD)는 glucocerebrosidase 유전자(GBA)의 돌연변이에 의하여 발병하는 전세계적으로 가장 유병율이 높은 리소좀 축적질환이다. GD는 신경학적인 증상의 유무에 따라 3가지 임상형으로 구분된다. 신경병증 GD인 2형과 3형의 경우는 대뇌에서 glucosylceramide (GlcCer)와 glucosylsphingosine (GlcSph)의 농도가 증가하면서 신경세포의 심각한 손실이 야기되는 특징을 보인다. 신경교종에서 유래한 H4 세포를 GD에서 증가하는 기질인 GluCer와 GlcSph를 첨가하여 배양하였을 때, 심각한 DNA손상과 더불어 세포의 사멸이 야기되는 것과 이러한 신경세포의 사멸은 GluCer 보다는 GlcSph을 처리하였을 때 더 현저하게 증가하는 것을 관찰하였다. H4 세포에 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC) 6의 저해제인 tubacin과 GlcSph을 함께 처리하였을 경우에는 DNA손상은 물론 GlcSph에 의하여 유도된 세포사멸과 관련된 단백질 인자들의 발현이 모두 감소되었다. 본 연구를 통해 GlcSph이 세포사멸을 통하여 신경병증 GD의 발병에 주요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었고, HDAC6 저해제가 신경병증 GD 환자를 위한 치료제 후보물질로 제시될 수 있는 가능성을 확인하였다.