• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.105-115
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• 2023

본 논문에서는 수치모델 시뮬레이션 결과로 생성된 수십 TB의 우주 천체 시간가변(time-varying) AMR(adaptive mesh refinement) 볼륨 데이터를 다양한 XR 디바이스에 사용할 수 있는 최적화된 데이터로 변환하는 과정과 방법에 대해 설명한다. AMR 볼륨 데이터는 복잡한 모델링과 시뮬레이션에 유용하게 활용되는 데이터 구조로 본 연구에서 사용되는 매우 넓은 우주를 구성하는 성단과 가스와 같은 물질들을 효율적으로 표현할 수 있다. AMR 데이터의 메타데이터를 분석하여 낮은 해상도로 샘플링하고, 중요한 영역의 정보를 최적화하여 상대적으로 낮은 성능의 XR 디바이스에서도 사용할 수 있는 데이터 셋으로 변환한다. 마지막으로 데이터 셋을 활용한 실감 XR 콘텐츠 개발 사례를 통해 최적화된 데이터를 어떻게 활용하고 가시화하였는지 소개한다.

• 천문학회보
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• 제38권2호
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• pp.101.2-101.2
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• 2013

We present a new computational fluid dynamic (CFD) simulation code. The code employs the moving and polyhedral unstructured mesh scheme, which is known as a superior approach to the conventional SPH (smoothed particle hydrodynamics) and AMR (adaptive mesh refinement) schemes. The code first generates unstructured meshes by the Voronoi tessellation at every time step, and then solves the Riemann problem for surfaces of every Voronoi cell to update the hydrodynamic states as well as to move former generated meshes. For the second-order accuracy, the MUSCL-Hancock scheme is implemented. To increase efficiency for generating Voronoi tessellation we also develop the incremental expanding method, by which the CPU time is turned out to be just proportional to the number of particles, i.e., O(N). We will discuss the applications of our code in the context of cosmological simulations as well as numerical experiments for galaxy formation.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권1호
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• pp.66-78
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• 2007

A multi-point aerodynamic shape optimization technique has been developed for helicopter rotor blades in hover based on a continuous adjoint method on unstructured meshes. The Euler flow solver and the continuous adjoint sensitivity analysis were formulated on the rotating frame of reference. The 'objective function and the sensitivity were obtained as a weighted sum of the values at each design point. The blade section contour was modified by using the Hicks-Henne shape functions. The mesh movement due to the blade geometry change was achieved by using a spring analogy. In order to handle the repeated evaluation of the design cycle efficiently, the flow and adjoint solvers were parallelized based on a domain decomposition strategy. A solution-adaptive mesh refinement technique was adopted for the accurate capturing of the wake. Applications were made to the aerodynamic shape optimization of the Caradonna-Tung rotor blades and the UH-60 rotor blades in hover.

• International Journal of CAD/CAM
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• 제6권1호
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• pp.139-148
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• 2006

Catmull-Clark subdivision scheme provides a powerful method for building smooth and complex surfaces. But the number of faces in the uniformly refined meshes increases exponentially with respect to subdivision depth. Adaptive tessellation reduces the number of faces needed to yield a smooth approximation to the limit surface and, consequently, makes the rendering process more efficient. In this paper, we present a new adaptive tessellation method for general Catmull-Clark subdivision surfaces. Different from previous control mesh refinement based approaches, which generate approximate meshes that usually do not interpolate the limit surface, the new method is based on direct evaluation of the limit surface to generate an inscribed polyhedron of the limit surface. With explicit evaluation of general Catmull-Clark subdivision surfaces becoming available, the new adaptive tessellation method can precisely measure error for every point of the limit surface. Hence, it has complete control of the accuracy of the tessellation result. Cracks are avoided by using a recursive color marking process to ensure that adjacent patches or subpatches use the same limit surface points in the construction of the shared boundary. The new method performs limit surface evaluation only at points that are needed for the final rendering process. Therefore it is very fast and memory efficient. The new method is presented for the general Catmull-Clark subdivision scheme. But it can be used for any subdivision scheme that has an explicit evaluation method for its limit surface.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.265-272
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• 2007

본 논문에서는 적응적 h-유한요소 세분화에 의한 박스형 절판 구조물의 선형좌굴 유한요소해석법을 제안한다. 면내회전 자유도를 갖는 변절점 평판쉘유한요소를 사용하여 유한요소의 거동을 개선하고 6자유도를 갖는 다른 유한요소와의 자유도의 연결을 용이하게 한다. 이와 같이 개발된 평판쉘유한요소에 의하여 박스형 절판구조물의 정확한 구조해석이 가능한데, 변절점유한요소를 정식화함으로써 적응적 h-유한요소 세분화시에 발생하는 다른 패턴의 사각형 유한요소 세분화망의 연결을 용이하게 해결한다. 오차평가에 대한 개선된 응력장을 얻기 위하여 상위수렴 조각회복법을 적용한다. 이와 같이 상위수렴 조각회복법에 의한 개선된 응력장에 의하여 구성된 유한요소 세분화망을 이용하여 좌굴하중과 좌굴모드를 자동적으로 구할 수 있도록 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.533-541
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• 2007

계층적 p-세분화를 위해 Zienkiewicz-Zhu 오차평가법이 약간 수정되었으며, 이 방법의 유효성을 보이기 위해 휨을 받는 개구부를 갖는 Reinssner-Mindlin $C^{\circ}$-평판에 적용하였다. 유한요소해석상의 적응적 체눈을 결정하는 단계는 초수렴 팻취 복구기법에 기초를 둔 사후오차평가자와 연계된 p-세분화에 의해 제안되었다. 요소내의 변위장을 정의하기 위해 적분형 르장드르 고차 형상함수가 사용되는 반면 복구응력을 보간하기 위해 파스칼의 삼각수에 기초를 둔 같은 차수의 고차다항식이 사용되는 이유로 수정 Z/Z 오차평가는 종래의 방법과 다소 차이를 보여준다. 가우스 적분점에서의 응력을 최적화하기 위해 필요한 다항식으로 표현되는 응력함수를 얻기 위해 최소제곱법이 사용되었다. 고정된 요소망에 거의 최적의 형상함수 차수의 분배를 찾기 위한 전략이 논의되었는데, 허용되는 정확도를 얻을 수 있을 때까지 각 요소마다 형상함수의 차수를 불균등하게 증가시키는 방법으로, 소위 최적의 선택적 p-분배를 자동으로 결정하도록 되어있다. 위의 사항들을 L-형 평판 해석에 적용한 결과, 적응적 p-체눈설계 단계가 진행됨에 따라 자유도의 증가에 따라 오차량은 급격히 감소되는 것을 알 수 있었고, 제안된 오차 지시자에 의한 적응적 p-체눈 세분화는 최적 p-분배 진행방향에 근접하는 것을 볼 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.77-82
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• 2023

The structural analysis module is an essential part of any integrated structural system. Diverse integrated systems today require, from the analysis module, efficient real-time responses to real-time input such as earthquake signals, extreme weather-related forces, and man-made accidents. An integrated system may also be for the entire life span of a civil structure conceived during the initial conception, developed throughout various design stages, effectively used in construction, and utilized during usage and maintenance. All these integrated systems' essential part is the structural analysis module, which must be automated and computationally efficient so that responses may be almost immediate. The finite element method is often used for structural analysis, and for automation, many effective finite element meshes must be automatically generated for a given analysis. A computationally efficient finite element mesh generation scheme based on the r-h method of mesh refinement using strain deviations from the values at the Gauss points as error estimates from the previous mesh is described. Shape factors are used to sort out overly distorted elements. A standard cantilever beam analyzed by four-node plane stress elements is used as an example to show the effectiveness of the automated algorithm for a time-domain dynamic analysis. Although recent developments in computer hardware and software have made many new applications in integrated structural systems possible, structural analysis still needs to be executed efficiently in real-time. The algorithm applies to diverse integrated systems, including nonlinear analyses and general dynamic problems in earthquake engineering.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.677-687
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• 2006

크리깅 보간법은 지구통계학 분야에 주로 사용되는 보간법의 하나이다. 이 방법은 실험적 베리오그램과 이론적 베리오그램의 작성과 크리깅 보간법의 정식화에 관한 연구를 포함하고 있다. 종래의 응력복구를 위한 최소제곱법과 대조적으로, 가우스적분점에서의 응력데이타로부터 준정해를 얻기 위해 가중 최소제곱법에 기초를 둔다. 즉, 동일한 가중치를 사용하는 종래의 방식들과는 달리 가우스적분점에서의 응력값의 보간을 위하여 베리오그램 모델링을 통한 가중치가 결정된다. 한편, 분할된 요소망에 Zienkiewicz와 Zhu에 의해 제안된 SPR기법에 기초를 둔 사후오차평가를 통해 p-차수를 균등 또는 선택적으로 증가시키는 자동체눈 방식이 도입되었다. 이 방법의 정당성을 보기위해 인장력을 받는 개구부를 갖는 평판문제를 해석하였다. 또한, 기존의 최소제곱법과의 비교를 통한 크리깅보간법의 정당성을 보여 주었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권4호
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• pp.423-433
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• 2018

A three-dimensional model is constructed to simulate water infiltration in an unsaturated slope from a leaking pipe. Adaptive mesh refinement and time stepping are used, assisted by an automatic procedure for progressive steepening of the hydraulic property function for better convergence. The model is justified by comparing the simulated results with experimental data. Steady-state flow is investigated considering various pipe water pressures, locations and sizes of the opening, and soil layering. The opening size significantly affects the soaked zone around the pipe. Preferential flow dominates along the pipe longitudinal direction in the presence of a loose backfill around the pipe.

• 천문학회지
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• 제34권4호
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• pp.293-295
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• 2001

A numerical scheme that incorporates a self-consistent cosmic-ray (CR, hereafter) injection model into the combined gas dynamics and CR diffusion-convection code has been developed. The hydro/CR code can follow in a very cos-effective way the evolution of CR modified shocks by adopting subzone shock-tracking and multi-level Adaptive Mesh Refinement techniques. The injection model is based on interactions of the suprathermal particles with self-generated MHD waves in quasi-parallel shocks. The particle injection is followed numerically by filtering the diffusive flux of suprathermal particles across the shock to upstream region according to a velocity-dependent transparency function, which represents the fraction of leaking suprathermal particles. In the strong shock limit of Mach numbers $\ge$20, significant physical processes such as the injection and acceleration seem to become independent of M, while they are sensitively dependent on M for M < 10. Although some particles injected early in the evolution continue to be accelerated to higher energies, the postshock CR pressure reaches a time asymptotic value due to balance between acceleration and diffusion of the CR particles.