• 제목/요약/키워드: Stefan Problem

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MIXED FINITE ELEMENT APPROXIMATION OF A STEFAN PROBLEM

  • Shin, Jun-Yong
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제11권1_2호
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    • pp.357-364
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    • 2003
  • A fully discrete $H^1-mixed$ finite element approximation for the single-phase Stefan problem is introduced and the unique existence of the approximation is established. And some numerical experiments are given.

ESTRPOLATED CRANK-NICOLSON APPROXIMATION FOR A LINEAR STEFAN PROBLEM WITH A FORCING TERM

  • Ahn, Min-Jung;Lee, Hyun-Young
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제8권3호
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    • pp.795-809
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    • 2001
  • In this paper, we apply finite element Galerkin method to a single-ohase linear Stefan problem with a forcing term. We apply the extrapolated Crank-Nicolson method to construct the fully discrete approximation and we derive optimal error estimates in the temporal direction in $L^2$, $H^1$ spaces.

FULLY DISCRETE MIXED FINITE ELEMENT METHOD FOR A QUASILINEAR STEFAN PROBLEM WITH A FORCING TERM IN NON-DIVERGENCE FORM

  • Lee, H.Y.;Ohm, M.R.;Shin, J.Y.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제24권1_2호
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    • pp.191-207
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    • 2007
  • Based on a mixed Galerkin approximation, we construct the fully discrete approximations of $U_y$ as well as U to a single-phase quasilinear Stefan problem with a forcing term in non-divergence form. We prove the optimal convergence of approximation to the solution {U, S} and the superconvergence of approximation to $U_y$.

ERROR ESTIMATES FOR A SINGLE PHASE QUASILINEAR STEFAN PROBLEM WITH A FORCING TERM

  • Ohm, Mi-Ray;Shin, Jun-Yong;Lee, Hyun-Young
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제11권1_2호
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    • pp.185-199
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    • 2003
  • In this paper, we apply finite element Galerkin method to a single-phase quasi-linear Stefan problem with a forcing term. We consider the existence and uniqueness of a semidiscrete approximation and optimal error estimates in $L_2$, $L_{\infty}$, $H_1$ and $H_2$ norms for semidiscrete Galerkin approximations we derived.

확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용한 이동경계문제의 해석 (Analysis of Moving Boundary Problem Using Extended Moving Least Squares Finite Difference Method)

  • 윤영철;김도완
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.315-322
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    • 2009
  • 본 논문은 확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용하여 1차원 Stefan 문제를 해석할 수 있는 새로운 수치기법이 제시한다. 이동하는 계면경계의 자유로운 수치적인 묘사를 위해 요소망이나 그리드 없이 절점만을 사용하는 이동최소제곱 유한차분법을 도입하고, 계면경계의 특이성을 모형화하기 위해 Taylor 다항식에 쐐기함수를 도입하여 확장했다. 지배방정식의 차분은 안정성을 보장해 주는 음해법(implicit method)을 이용한다. 이동경계를 포함한 반무한 융해문제, 실린더 형상의 고체화 문제의 수치해석을 통해 확장된 이동최소제곱 유한차분법이 높은 정확성과 효율성을 갖는 것을 보였다.

주형/주물 접촉면에서의 접촉열저항을 고려한 상변화문제에 관한 연구 (Numerical Analysis for Stefan Problem in Mold-Casting with Air-Gap Resistance)

  • 여문수;손병진;이관수
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.348-355
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    • 1992
  • Casting structures and properties are determined by the solidification speed in the metal mold. The heat transfer characteristics of the interface between the mold and the casting is one of the major factors that control the solidification speed. According to Sully's research, the thermal resistance exists due to the air-gap formation at the mold-casting interface during the freezing process and the interface heat transfer coefficient is used to describe the degree of it. In this study, one-dimensional Stefan problem with air-gap resistance in the cylindrical geometry is considered and heat transfer characteristics is numerically examined. The temperature distribution and solidification speed are obtained by using the modified variable time step method. And the effects of the major parameters such as mold geometry, thermal conductivity, heat transfer coefficient and initial temperature of casting on the thermal characteristics are investigated.

엔탈피법을 이용한 원통형 몰드내에서의 상변화과정에 관한 연구 (A study on the phase change in the cylindrical mold by the enthalpy method)

  • 여문수;최상경;김문철
    • 설비공학논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.891-897
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    • 1999
  • The heat transfer characteristics at the interface between the mold and the casting is one of the major factors for the solidification speed which determines the casting structures. The thermal resistance exists due to air gap formation at the mold/casting interface during the freezing process. In this study one dimensional Stefan problem with the air-gap resistance in the cylindrical mold is considered and the heat transfer characteristics is numerically examined by using the enthalpy method which is convenient in solving the Stefan problem with mushy zone. The present results agreed very well with those of previous papers. The effects of major parameters such as thermal conductivity, heat transfer coefficient of mold, on the thermal characteristics are investigated.

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2차원 융해문제의 해석을 위한 이동최소제곱 차분법 (Moving Least Squares Difference Method for the Analysis of 2-D Melting Problem)

  • 윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.39-48
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    • 2013
  • 본 논문은 기존의 1차원 Stefan 문제를 해석할 수 있는 이동최소제곱 차분법을 확장하여 복잡한 계면경계 형상을 갖는 2차원 문제에 적용할 수 있는 수치기법을 개발한다. 1차원 경우와 달리 2차원 영역에서 임의로 움직이는 이동경계의 위상변화를 효과적으로 모델링할 수 있는 기법을 제안했으며, 이동경계 모사시 절점만 사용하는 이동최소제곱 차분법의 강점을 그대로 살리면서 이동경계의 불연속 특이성과 kinetics 조건을 정확하게 만족시키는 이동최소제곱 미분근사식을 제시했다. 평형방정식은 implicit(음해)법으로 차분하여 수치 안정성을 확보했으며, 이동경계는 explicit(양해)법으로 update하여 계산효율성의 극대화했다. 몇 가지 수치예제를 통해 개발된 이동최소제곱 차분법이 다양한 계면경계 형상을 갖는 2차원 Stefan 문제를 정확하고 효율적으로 풀 수 있음을 검증했다.