• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.1-11
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• 2006

본 논문에서는 불연속면이 포함된 다차원 유동에서 흔히 발생하는 수치적 진동현상을 막기 위해 기존의 TVD 제한자를 분석함으로써 새로운 형태의 다차원 제한 함수를 유도하였다. MLP 기법은 유도된 다차원 제한 함수를 기반으로 하며, 다차원 불연속면에서의 수치 진동을 효과적으로 제거하고 동시에 3차 이상의 공간 정확도 내삽기법과 함께 사용할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 정상 유동의 경우 수치 진동이 제거됨으로써 수렴성이 향상됨을 확인할 수 있었고, 실제 코드에 적용하는 방법도 간단하다. MLP 기법을 적용함으로써 불연속 유동 뿐 만 아니라 연속 유동에서도 정확성, 효율성, 강건성 면에서 향상된 결과를 얻을 수 있음을 여러 가지 수치 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.1-14
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• 2006

본 논문은 약한 불안정 데토네이션 영역부터 강한 불안정 데토네이션 영역까지 여러 영역에 걸친 데토네이션 파 셀 구조 모사에 대한 수치적 문제점들을 살펴보았다. 비열 비 값이 변하는 점성 유체 역학 방정식 및 1단계 Arrhenius 반응 모델 해석을 위하여 MUSCL-type TVD 기법을 이용한 공간 차분과 4차 정확도의 Runge-Kutta 시간 적분을 이용하였다. 일련의 수치해석 연구는 여러 반응 상수 및 격자 해상도에 따른 데토네이션 셀 구조를 해석하기 위하여 요구되는 계산 조건을 구하기 위하여 다양한 데토네이션 현상 영역에서 수행되었다. 다른 영역의 데토네이션 현상에서 셀 구조를 포착하기 위한 계산 영역의 크기와 최소 격자 해상도를 찾아내기 위하여 정상 1차원 ZND 해석 결과와 전산 해석 결과를 비교 검토하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제20권4호
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• pp.31-36
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• 2006

Numerical schemes for spacing and time are tested to accurately simulate the wave propagation. The tested numerical schemesinclude 2nd-order central differencing, l-order upwind scheme, 2nd-order Leith scheme, 3rd-order MUSCLE, QUICK and QUICKEST schemes in spacing and the Euler and 4th-order Runge-Kutta(R-K) schemes in time. It is seen that more accurate results are expected when the higher-order schemes, especially the schemes combined with a TVD control limiter, are used for solving the wave equation. The 3rd-order upwind scheme with limiter and the 4th-order R-K scheme in tim￡ are finally applied to the wave-making simulation in a digital wave tank.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.537-537
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• 2012

천수방정식의 수치모형은 하천의 유량예측, 홍수범람해석, 해일 모의 등에 널리 사용되고 있고, 그 결과는 수자원 관리, 재난 대책 등 정책적인 의사결정에 있어 유용한 자료로 활용되고 있다. 이처럼 천수방정식의 수치모형은 연구목적뿐만 아니라 실생활에 있어서도 큰 영향을 미치고 있으며, 이에 보다 정확하고 효율적인 수치모형의 구축이 수리/수자원/방재분야에서 중요한 영역이 되고 있다. 본 연구는 정확하고 안정적인 수치모의를 위해 천수방정식의 수치모형에 MLP(Multi dimensional Limiting Process)기법을 적용한 후 다차원 모의 시 MLP의 수치 진동 제어 성능을 검증하고자 하였다. MLP기법은 다차원에서 수치진동을 억제할 수 있도록 개발된 기법으로, 기존 TVD 제어자(limiter)과 MLP의 차이점은 기존 제어자들이 흐름이 발생하는 셀 경계면에서 재구성된 값이 Maximum Principle을 만족시키도록 제어자를 유도하는데 반해, MLP는 셀 절점에서 Maximum Principle을 만족시키도록 제어자를 유도한다는데 있다. MLP기법은 압축성 유체를 표현하는 2, 3차원 오일러 방정식에 적용되어 기존의 제어자들에 비해 안정적이며 정확한 수치모의를 가능하게 하는 것이 검증되었다. 하지만 천수방정식에 적용된 예는 없으며, 이에 본 연구는 천수방정식에 MLP를 적용하고 천수방정식 수치모형 검증에 주로 사용되는 수치모의를 통해 MLP의 수치 진동 제어 성능을 검증하였다. 모의 결과, MLP는 2차원 천수방정식에 있어서도 기존의 제어자들과 비교하여 수치진동을 보다 잘 제어하는 것으로 판단된다. MLP의 사용으로 인해 불연속면 근처에서 정확도가 향상되었고 수치진동이 발생하지 않아 보다 안정적인 모의가 가능하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.328-328
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• 2017

해운대 해변은 한국에서 가장 유명한 해변 중 하나로 국제적으로도 널리 알려져 매년 많은 관광객을 끌어들이는 부산의 대표 관광지 중 하나이다. 그러나 근래 들어 해운대에서 이안류가 자주 발생하며 관광객들이 불안해하고 있다. 해운대 해변에서 해수욕을 즐기던 관광객들이 이안류에 휩쓸려 구조된 사례가 2013년에만 500명을 넘는 것으로 보고되고 있다. 다행히 아직까지 이 지역에서 이안류로 인한 인명사고는 보고되지 않았으나 매년 발생하는 이안류에 대한 공포로 사회적인 경각심이 고조되고 있는 실정이다. 이에 따라 해운대 이안류의 발생 메커니즘을 규명하고자 하는 연구가 꾸준히 진행되고 있으며, 이안류 사고에 대비한 경보체계 구축 등의 연구도 병행되고 있다. 해운대 이안류의 발생원인을 공학적으로 규명할 수 있다면 향후 해운대 해변의 방재대책 수립을 위한 핵심자료로 사용될 수 있으며, 타 지역에서 발생하는 이안류의 원인분석 및 대책수립을 위한 참고자료로서도 중요한 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 최근 국내외에서 발표된 해운대 이안류 발생원인에 대한 고찰을 기초로 해저지형으로 인한 해운대 이안류 거동의 변화를 수치모델을 활용하여 분석하였다. 널리 알려진 Boussinesq 방정식 모델인 FUNWAVE-TVD를 사용하였으며, 병렬 연산을 활용하여 수치모의 시간을 단축하였다. 해운대 이안류는 해저지형의 변화에 따라 이안류 발달 장소가 달라지긴 하였으나 전체적인 양상은 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.569-574
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• 2020

천수방정식에 대한 불연속 갤러킨 기법 (DG)은 주로 양해법 기반으로 개발되어 적용되어 왔으나, 바닥마찰항의 처리, 과도한 CFL 조건 등의 불리한 점이 지적되어 왔다. 이에 대한 대안으로써, 본 연구에서는 음해법 기반의 모형을 개발하고 이를 적용하여 향후 가능성을 입증하였다. 본 논문에서 연구한 사례에서는 선형 삼각형 요소를 사용하였고, 수치흐름률로서 Roe 흐름률을 이용하였으며, TVD 특성 보존을 위한 기울기 제한자를 적용하였다. 적용 사례로서 실린더 주변의 흐름과 댐 붕괴류 문제 등에 대하여 적용하고, 기존의 실험치, 수치해와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제44권2호
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• pp.47.2-47.2
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• 2019

Observations indicate that turbulence in molecular clouds of the interstellar medium (ISM) is highly supersonic (M >> 1) and strongly magnetized (β ≈ 0.1), while in the intracluster medium (ICM) it is subsonic (M <~1) and weakly magnetized (β ≈ 100). Here, M is the turbulent Mach number and β is the ratio of the gas to magnetic pressures. Although magnetohydrodynamic (MHD) turbulence in such environments has been previously studied through numerical simulations, some of its properties as well as its consequences are not yet fully described. In this talk, we report a study of MHD turbulence in molecular clouds and the ICM using a newly developed code based the high-order accurate, WENO (Weighted Essentially Non-Oscillatory) scheme. The simulation results using the WENO code are generally in agreement with those presented in the previous studies with, for instance, a TVD code (Porter et al. 2015 &, Park & Ryu 2019), but reveal more detailed structures on small scales. We here present and compare the properties of simulated turbulences with WENO and TVD codes, such as the spatial distribution of density, the density probability distribution functions, and the power spectra of kinetic and magnetic energies. We also describe the populations of MHD shocks and the energy dissipation at the shocks. Finally, we discuss the implications of this study on star formation processes in the ISM and shock dissipation in the ICM.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.785-792
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• 2016

본 연구에서는 NACA0012 천음속 익형 유동에 있어 비평형 응축이 항력 발산 마하수 $M_D$에 미치는 영향을 TVD 유한 차분법을 사용하여 연구하였다. 받음각 ${\alpha}$가 동일한 경우, 정체점 상대습도 ${\phi}_0$가 높을수록 충격파 직전의 최대 마하수 $M_{max}$는 작게 되고 초음속 영역의 크기도 적게 된다. 주류 마하수 $M_{\infty}$, 정체점 상대습도 ${\phi}_0$ 및 정체온도 $T_0$가 동일한 경우 받음각 ${\alpha}$가 클수록 비평형 응축영역 길이 ${\Delta}_z$은 짧게 된다. 한편, 주류 마하수 $M_{\infty}$와 받음각 ${\alpha}$가 동일한 경우 정체점 상대습도 ${\phi}_0$가 높을수록 조파저항의 감소 때문에 항력계수 $C_D$는 적어진다. $M_D$는 ${\alpha}$가 동일한 경우 ${\phi}_0$가 클수록 크게 되며, ${\phi}_0$가 동일한 경우는 ${\alpha}$가 클수록 $M_D$는 적게 된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.91-100
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• 2008

본 연구는 Cartesian 격자망을 기본으로 하여 복잡한 지형을 위한 격자를 간편하고 효율적으로 생성할 수 있는 기법인 분할격자체계를 제안하고자 한다. 분할격자기법은 전반적인 흐름영역의 격자는 균일한 크기의 Cartesian 격자로 표현하지만 수치모형의 정확성, 적용성 및 효율성을 증대시키기 위하여 흐름의 특성이 변하는 격자를 분할하여 처리하는 기법이다. 분할격자체계에 의한 격자망은 다양한 크기 및 형상을 지니게 되므로, 유한체적기법을 적용하여 복잡한 흐름영역을 위한 수치모형을 구성한다. HLLC Riemann 근사해법을 이용하여 지배방정식을 이산화하였으며, 수치해의 안정성을 기하기 위하여 TVD-WAF기법을 적용하였다. 분할격자체계를 이용한 수치모형을 검증하기 위하여 해석해가 존재하는 사각형수조의 자유진동흐름을 모의하였다. 해석해와 수치모의 결과를 비교하여 본 연구에서 제안된 기법이 균일격자 및 분할격자체계에서 자유수면변위 및 x-축 및 y-축 방향의 유속을 정확히 모의함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1009-1015
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• 2014

본 연구는 NACA0012 천음속 에어포일 유동에 있어서 비평형 응축이 Force 계수(압력, 양력 및 항력계수)에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 정체점 온도 298 K, 받음각 ${\alpha}=3^{\circ}$인 경우, 주류 마하수 0.78~0.81에서는 정체점 상대습도의 증가함에 따라 양력은 단순 감소한다. 반면 Lift force break 마하수 영역의 주류 마하수에서는 정체점 상대습도의 증가에 따라 양력은 오히려 증가한다. 받음 각 ${\alpha}=3^{\circ}$, 정체점 상대습도가 0%인 경우, 주류 마하수의 증가에 따라 항력은 급격하게 증가하지만, 응축의 영향이 큰 60%인 경우에는 주류 마하수의 증가에 조금 증가할 뿐이다. 동일한 주류 마하수인 경우 비평형 응축에 따른 전 항력의 감소는 받음각과 정체점 상대습도가 증가할수록 크게 된다. 응축이 없는 ${\Phi}_0=0%$인 경우는 주류 마하수가 크고 받음각이 클수록 Wave drag은 크게 되나 응축의 영향이 비교적 큰 ${\Phi}_0=50%$ 이상인 경우는 오히려 Wave drag이 작아지는 것으로 나타났다. 한편, 정체점 상대습도가 낮고, 주류 마하수가 클수록 충격파 직전의 최대 마하수는 커지는 것으로 나타났다.