• 대한기계학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.1840-1850
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• 1994

Enhancement of numerical algorithms for low speed compressible flow will be considered. Contemporary time-marching algorithm has been widely accepted and applied as the method of choice for transonic, supersonic and hypersonic flows. In the low Mach number regime, time-marching algorithms do not fare as well. When the velocity is small, eigenvalues of the system of compressible equations differ widely so that the system becomes very stiff and the convergence becomes very slow. This characteristic can lead to difficulties in computations of many practical engineering problems. In the present approach, the time-derivative preconditioning method will be used to control the eigenvalue stiffness and to extend computational capabilities over a wide range of flow conditions (from very low Mach number to supersonic flow). Computational capabilities of the above algorithm will be demonstrated through computation of a variety of practical engineering problems.

• 한국전산유체공학회지
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• 제1권1호
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• pp.26-34
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• 1996

The performance of the SIMPLE, SIMPLE-C and PISO algorithms for the treatment of the pressure-velocity coupling in fluid flow problems were examined by comparing the computational effort required to obtain the same level of the convergence. Example problems are circular duct and 90-degree bent square-duct. For circular duct case, laminar and turbulent flow were computed. For 90-degree bent square-duct case, laminar flow was simulated by the time-marching method as well as the iterative method. The convergence speed of the other two algorithms are not always superior to SIMPLE algorithm. SIMPLE algorithm is faster than SIMPLE-C algorithm in the simple laminar flow calculations. The application of the PISO algorithm in three dimensional general coordinates is not so effective as in two-dimensional ones. Since computational time of PISO algorithm is increased at each time step(or iterative step) in three dimension, the total convergence speed is not decreased. But PISO algorithm is stable for large time step by using time marching method,.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권1호
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• pp.65-73
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• 2020

The present work describes a new time marching procedure for structural dynamics analyses. In this novel technique, time integration parameters are automatically evaluated according to the properties of the model. Such parameters are locally defined, allowing the user to input a numerical dissipation property for each element, which defines the amount of numerical dissipation to be introduced. Since the integration parameters are locally defined as a function of the structural element itself, the time marching technique adapts according to the model, providing enhanced accuracy. The new methodology is based on displacement-velocity relations and no computation of accelerations is required. Furthermore, the method is second order accurate, it has guaranteed stability, it is truly self-starting and it allows highly controllable algorithm dissipation in the higher modes. Numerical results are presented and compared to those provided by the Newmark and the Bathe methods, illustrating the good performance of the new time marching procedure.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.15-25
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• 2004

This paper outlines a new convergence acceleration de-signed to solve scramjet flowfields with zones of re-circulation. Named the “marching-window”, the algorithm consists of performing pseudo-time iterations on a minimal width subdomain composed of a sequence of cross-stream planes of nodes. The upstream boundary of the subdomain is positioned such that all nodes upstream exhibit a residual smaller than the user-specified convergence threshold. The advancement of the downstream boundary follows the advancement of the upstream boundary, except in zones of significant streamwise ellipticity where a streamwise ellipticity sensor ensures its continuous progress. Compared to the standard pseudo-time marching approach, the march-ing-window is here seen to decrease the work required for convergence by up to 24 times for supersonic flows with little streamwise ellipticity and by up to 8 times for supersonic flows with large streamwise separated regions. The memory requirements are observed to be reduced sixfold by not allocating memory to the nodes not included in the computational subdomain. The marching-window satisfies the same convergence criterion as the standard pseudo-time stepping methods, hence resulting in the same converged solution within the tolerance of the user-specified convergence threshold. The extension of the marching-window to the weakly-ionized Navier-Stokes equations is also discussed.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1998년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.35-42
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• 1998

Time marching algorithms applied to compressible Navier-Stokes equation have a convergence problem at low Mach number. It is mainly due to the eigenvalue stiffness and pressure singularity as Mach number approaches to zero. Among the several methods to overcome the shortcomings of time marching scheme, time derivative preconditioning method have been used successfully. In this numerical analysis, we adopted a preconditioner of K.H. Chen and developed a two-dimensional, axisymmetric Navier-Stokes program. The steady state driven cavity flow and backward facing step flow problems were computed to confirm the accuracy and the robustness of preconditioned algorithm for low Mach number flows. And the transonic and supersonic flows insice the JPL axisymmetric nozzle internal flow is exampled to investigate the effects of preconditioning at high Mach number flow regime. Test results showed excellent agreement with the experimental data.

• 한국게임학회 논문지
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• 제20권3호
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• pp.75-84
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• 2020

본 논문은 가시성 테스트를 고려한 실시간 원 바운스(One-bounce) 간접 조명 알고리즘을 소개한다. 먼저, 소수의 레이를 현재 픽셀의 반구 위로 방출시켜 씬 오브젝트들과의 첫 교차점을 계산한다. 만약 해당 교차점이 광원으로부터 직접적으로 조명을 받고 있다면, 해당 지점의 조명 컬러를 수집 한다. 그 다음, 간접 가시성을 얻기 위해 레이와 복셀의 교차점 테스트를 가속화하는 3D 밉맵 레이 마칭 알고리즘(MRM)을 사용한다. 이후 로컬 평균 교체(LMR) 방법을 이용한 에지 보존 필터링 기법을 반복하여 간접조명 이미지의 노이즈를 제거 한다. 본 연구의 방법은 고품질 전역 조명 이미지를 효율적으로 생성할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.17-26
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• 2020

본 논문에서는 GPU(Graphic Processing Unit) 연산을 활용하여 BCC(Body Centered Cubic) 볼륨 데이터로부터 실시간으로 메시 형태의 등가면을 추출하는 개선된 마칭 사면체(Marching tetrahedra) 기법을 제안한다. 본 기법은 고전적인 방법과 비교하여 메모리 사용량은 다소 높지만 더 좋은 성능을 보인다. 본 기법은 다섯 단계로 구성되어 있다. 첫 번째 단계는 단 한번만 수행되는 단계로, 빈 공간을 생략하여 성능을 향상 시키기 위해 최소/최댓값 블록(Min/max block)을 생성한다. 두 번째 단계에서는 등갓값(Isovalue)을 포함하고 있는 유효한 블록을 추려낸다. 이후 두 단계에서는 등가면(Isosurface)을 포함하는 셀(Cell)과 엣지(Edge)를 추출하고, 마지막 단계에서 삼각형 메시(Triangle mesh)를 생성한다. 본 기법은 512³ 이상의 고해상도 볼륨 데이터(Volume dataset)에 대한 등가면 추출 시, 삼각형 집합 형태의 등가면을 추출하는 고전적인 마칭 사면체 기법에 비해 최대 5배 정도의 속도 향상을 보인다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제17B권1호
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• pp.15-22
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• 2010

비디오 감시 시스템에서 정확한 물체 추적을 위해서는 움직이는 물체가 없는 정적인 배경 영상이 필수적이다. 하지만 기존의 배경 생성 방법들은 주로 시간 축에 따른 화소 정보를 이용하여 오랫동안 정지해 있는 물체들이 존재하는 경우에는 적용하기 어려운 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 mean-shift와 fast marching method(FMM)을 이용해 시간 축 화소 정보와 공간 축 화소 정보를 이용하여 배경을 생성하는 방법을 제안한다. mean-shift를 이용해 시간 축에 따른 화소 값의 최빈값을 추정하여 배경을 생성하고, FMM을 이용해공간 축에 따른 화소 정보를 이용하여 일정 기간 동안 움직이지 않은 물체가 있는 환경에서 바람직한 배경을 생성한다. 실험 결과는 제안한 방법이 기존의 시간에 따른 빈도만을 이용하는 방법보다 더 효율적임을 보여준다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제16권5호
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• pp.1129-1144
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• 2020

The thangka image inpainting method based on wavelet transform is not ideal for contour curves when the high frequency information is repaired. In order to solve the problem, a new image inpainting algorithm is proposed based on edge structural constraints and wavelet transform coefficients. Firstly, a damaged thangka image is decomposed into low frequency subgraphs and high frequency subgraphs with different resolutions using wavelet transform. Then, the improved fast marching method is used to repair the low frequency subgraphs which represent structural information of the image. At the same time, for the high frequency subgraphs which represent textural information of the image, the extracted and repaired edge contour information is used to constrain structure inpainting in the proposed algorithm. Finally, the texture part is repaired using texture synthesis based on the wavelet coefficient characteristic of each subgraph. In this paper, the improved method is compared with the existing three methods. It is found that the improved method is superior to them in inpainting accuracy, especially in the case of contour curve. The experimental results show that the hierarchical method combined with structural constraints has a good effect on the edge damage of thangka images.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.416-422
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• 2019

본 논문은 절차적함수를 이용하여 실시간으로 3차원 구름을 모델링하고 렌더링하는 알고리즘을 제안한다. 구름 모델링은 절차적 노이즈 함수인 fbm(Fractional Brownian Motion)을 변형하여 사용하며, 이 값을 대기의 수증기 밀도 값으로 이용한다. 이 밀도 값은 파라미터로 주어진 3가지 구름의 형태를 위해 변형되며 렌더링단계의 입력 값으로 들어간다. 레이마칭(ray marching)기법을 이용한 렌더링 단계에서는 이 밀도 값을 이용하여 구름의 색상을 결정하며 이때 밀도에 따른 빛의 감소 및 산란현상은 물리적으로 계산된다. 대기모델로 렌더링 된 하늘 위에 제안한 알고리즘에 의해 구현된 구름들이 블랜딩되며, 이 때 바람의 방향에 따라 구름이 움직이도록 한다. 제안된 구름 생성 및 렌더링은 GLSL언어를 이용해서 GPU상에서 구현되었다.