• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권9호
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• pp.445-456
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• 2005

본 논문은 물리적인 힘을 기반으로 유체의 흐름을 실시간으로 시뮬레이션하기 위하여 유체 의 흐름을 지배하는 Wavier-Stokes 방정식에 대한 빠르고 정확한 풀이 기법을 제안한다 본 논문에서는 Navier-Stokes 방정식에 있는 비선형 항의 속도에 대한 초기값을 Stokes 방정식의 해로써 추정한다. 주어진 비선형 미분방정식의 해에 근사하게 초기값을 추정함으로써 정확하고 안정적인 풀이 기법을 만들 수 있었다. 또한 유한차분법(finite difference method)의 암시적(implicit) 방법 중에서 방대한 계산량을 피할 수 있는 ADI(Alternating Direction Implicit) 방법을 사용함으로써 큰 시간 간격(time-step)에 대해서 시스템이 안정적이며 계산속도 또한 빠르다. 실험 결과들은 특히 연기, 구름과 같이 큰 레이놀드 수(Reynolds number)를 가지는 유체에 대해서 탁월한 성능을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제52권4호
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• pp.291-297
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• 2019

단열을 통한 유체의 유동은 선형유동이 우세하다는 가정아래 Navier-Stokes 방정식에서 유도된 Stokes 방정식, Reynolds 식(또는 local cubic law), cubic law 와 같은 방정식을 이용하여 해석되고 있다. 하지만 이러한 방정식은 선형 흐름에 국한되며, 비선형 유동영역에 적용하게 되면 오류가 발생한다. 본 연구에서는 레이저 계측기를 이용하여 정밀하게 측정한 3차원 단열 자료와 Navier-Stokes 방정식과 Stokes 방정식을 지배방정식으로 한 수치모델링을 수행함으로써 비선형 유동이 일어나는 현상과 임계 레이놀즈수를 제시하였다. 레이놀즈수가 10이상이 되면 유속의 제곱에 비례하는 관성력이 점성력을 충분히 압도할 정도로 커지면서 지하수 유동이 선형영역에서 비선형 유동영역으로 전환되는 것으로 분석되었다. 이는 평균 간극과 거친 정도가 다른 두 단열에서 모두 동일하게 나타났다. 비선형 유동의 발생기작은 소용돌이 구조의 발생과 성장에 의한 것으로 알려져 있지만, 본 연구결과 단순히 소용돌이 구조가 비선형 유동을 일으키는 아니라 유속이 증가하면서 관성력의 영향이 훨씬 큰 영향을 끼치게 되어 비선형 유동이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권12호
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• pp.1075-1081
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• 2007

온도예조건화 방법을 Navier-Stokes 방정식에 적용하여 보았다. 그리고 Navier-Stokes 방정식에 적절한 기준마하수를 결정하기 위해 확산마하수 개념을 도입하였다. 다양한 레이놀즈수에 대한 실린더 주위의 2차원 유동을 계산하였다. 온도예조건화를 Navier-Stokes 방정식에 적용한 결과, 수렴특성이 주목할 만큼 개선되는 것을 보였다. 그리고 확산마하수로 수정한 기준마하수는 국부적으로 마하수가 낮은 영역의 수렴성 문제를 상당히 완화시키는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권4호
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• pp.239-248
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• 2017

원형 실린더 주위의 유동에 부유된 입자가 실린더 근처에서 분산되거나 실린더에 부착되는 특성을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 입자의 부착을 조절하는 방안으로 실린더의 회전을 고려해 보았고, 실린더의 회전 속도 및 입자의 Stokes 수가 실린더 주위의 유동과 입자의 분산 및 부착 특성에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 해석 결과 4보다 작은 Stokes 수에서는 회전속도가 증가함에 따라 부착효율이 크게 감소하였고, 4보다 큰 Stokes 수에서는 회전속도가 증가함에 따라 부착효율이 다소 증가하였다. 한편, 회전속도가 일정한 경우에는 Stokes 수가 증가함에 따라 입자의 부착효율이 증가하고, 입자의 부착 위치도 넓어졌다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권2호
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• pp.123-130
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• 2008

예조건화 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성에 미치는 특성 조건수의 영향을 조사하였다. Choi와 Merkle 예조건화를 적용한 경우와 온도 예조건화를 적용한 경우의 수렴 특성을 분석하였다. 공간차분을 위해 예조건화 Roe의 FDS 기법을 적용하였고, 시간적분을 위해 LU-SGS 기법을 적용하였다. 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성은 특성 조건수에 크게 영향을 받으며, 최적의 특성 조건수가 존재하는 것을 보였다. 그리고 점성 유동의 최적 특성 조건수는 비점성 유동에 비해 큰 것으로 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제4권4호
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• pp.434-441
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• 1993

단일 통과 라만레이저에서 접속 조건에 따른 1차 Stokes 파의 출력특성을 조사하였다. 펌푸빔으로는 Q-switched Nd-YAG 레이저의 기본파인 파장 $1.06{\mu}m$의 빔을 사용하였고 매질로는 고압 메탄을 사용하엿다. 실험 결과 펌프빔을 라만셀로 집속하는 조건에 따라 큰 출력의 치이를 보였는데, 집속상수가 클수록 Stokes 출력이 증가하였다. 이러한 결과는 Stokes와 anti-Stokes의 결합에 의한 이득감소로 이해할 수 있는데, 여기서는 간단한 이론을 통해 집속 조건에 따른 Stokes와 anti-Stokes의 결합의 정도를 알아보고 이득감소 현상을 피하기 위한 집속상수의 기준을 제시하였다. 라만 산란에 수반되는 유도 Brillouin 산란을 측정한 결과 문턱에너지가 집속상수에 비례하여 증가하였고, 이론적으로 이는 다중 모드 레이저를 펌프로 사용할 때 상호작용 거리가 간석성 거리로 제한되어 나타나는 현상으로 이해할 수 있으면 간섭성 거리를 2mm라 했을 때 실험 결과와 비교적 잘 일치하였다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제2권2호
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• pp.1-19
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• 1998

A Chebyshev pseudospectral-finite element method is proposed for two-dimensional unsteady Navier-Stokes equation. The generalized stability and the convergence are proved strictly. The numerical results show the advantages of this method.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.35-38
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• 2002

The convergence acceleration methods for the compressible Wavier-Stokes equations are studied ,which are multigrid method and implicit preconditioned multistage time stepping method. In this paper, the performance of implicit preconditioning methods are studied for the full-coarsening multigrid methods on the high Reynolds number compressible flow computations. The effect of numerical flux on the convergence are investigated for the inviscid and viscous calculations.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제21권4호
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• pp.203-214
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• 2017

In this paper we propose and analyze two a posteriori error estimators for the stabilized $P_1/P_1$ finite element discretization of the Stokes equations. These error estimators are computed by solving local Poisson or Stokes problems on elements of the underlying triangulation. We establish their asymptotic exactness with respect to the velocity error under certain conditions on the triangulation and the regularity of the exact solution.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1-5
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• 2008

본 논문은 유체 시뮬레이션의 격자 내 상세도를 와류입자법(Vortex Particle Method)를 사용하여 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 비압축 Navier-Stokes 방정식을 풀어 낸 속도장(Velocity Field)으로 유체의 거시적인 움직임을, 와류입자법으로 생성한 와도장(Vorticity Field)으로 유체의 미세한 움직임을 표현한다. 이 기법은 고해상도 격자에서 선형시스템을 풀지 않기 때문에 고해상도 유체 시뮬레이션을 효율적으로 할 수 있고, 강한 난류 효과를 만들어 낼 수 있다.