• 한국전산유체공학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.59-66
• /
• 2017

The guideline of selecting the number of snapshot dataset, $N_s$ in proper orthogonal decomposition(POD) was presented via the analysis of Eigen values based on the singular value decomposition(SVD). In POD, snapshot datasets from the solutions of Euler or Navier-Stokes equations are utilized to SVD and a reduced order model(ROM) is constructed as the combination of Eigen vectors. The ROM is subsequently applied to reconstruct the flowfield data with new set of flow conditions, thereby enhancing the computational efficiency. The overall computational efficiency and accuracy of POD is dependent on the number of snapshot dataset; however, there is no reliable guideline of determining $N_s$. In order to resolve this problem, the order of maximum to minimum Eigen value ratio, O(R) from SVD was analyzed and presented for the decision of $N_s$; in case of steady flow, $N_s$ should be determined to make O(R) be $10^9$. For unsteady flow, $N_s$ should be increased to make O(R) be $10^{11\sim12}$. This strategy of selecting the snapshot dataset was applied to two dimensional NACA0012 airfoil and vortex flow problems including steady and unsteady cases and the numerical accuracies according to $N_s$ and O(R) were discussed.

• 공업화학
• /
• 제34권1호
• /
• pp.51-56
• /
• 2023

광촉매 기반의 수처리 공정에서 TiO₂ 나노입자와 기공형 고분자로 구성된 복합체 멤브레인은 광촉매 반응후 나노입자를 회수하기 용이하다는 장점과 멤브레인 파울링(fouling) 억제가 가능하다는 측면에서 다양하게 연구되어 왔다. 하지만, TiO₂ 나노입자가 복합체 멤브레인에 고착된 이후 나노입자의 광촉매 특성이 어떻게 변할지에 대한 연구는 상대적으로 많이 진행되지 않았다. 이러한 측면에서, 본 연구에서는 polyethersulfone (PES)/TiO₂ 복합체 멤브레인을 제조하고 유기염료분해 반응에 대한 광촉매 특성을 연구하였다. 복합체 멤브레인에 고착된 TiO₂ 나노입자의 염료분해반응 속도를 콜로이드 상에서 분산된 TiO₂ 나노입자와 비교함으로써 멤브레인에 고착화되기 전후의 TiO₂ 나노입자의 촉매 효율을 비교하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권7호
• /
• pp.49-54
• /
• 2012

본 연구에서는 전자빔(E-beam) 공정을 이용한 펜타클로로페놀(Pentachlorophenol, PCP)의 분해 특성을 조사하였다. 이를 위해 주어진 반응시간(0.6 s) 동안 생성될 수 있는 각종 반응성 화학종의 농도를 예측하였으며, PCP 분해에 미치는 pH와 과산화수소의 영향 및 이에 따른 G-value 등을 조사하였다. 실험결과, 전자빔공정에서 PCP의 분해는 pH의 영향을 받지 않았다. 1mM 이하의 과산화수소의 주입은 PCP 분해를 촉진시킬 수 있으나 그 이상의 과산화수소의 주입은 오히려 PCP의 분해를 감소시키거나 부산물의 형성을 유도할 것으로 관찰되었다. 특히, 옥살산과 미확인된 유기염소 성분의 농도를 증가시키는 것으로 나타났다. 그래서 전자빔공정에서 수산화라디칼의 발생원으로써 적절한 농도의 과산화수소 주입이 고려되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.18-24
• /
• 2003

많은 공학 시스템은 여러 개의 해석모듈들이 다양한 데이터의 입출력 관걔로 연관된 형태로 모델링 된다. 이와 같은 복잡한 하나의 시스템을 몇 개의 시스템으로 나누어 해석 및 다분야통합최적설계를 수행하면 계산소요시간 및 병렬처리 측면에서 효율적인 것으로 알려져 있다. 따라서 전체 시스템을 몇 개의 하부시스템으로 분해하는 방법에 대한 연구가 진행되어 왔으나 하부시스템 간의 계산소요시간 분배에 대한 고려가 없이 설계자가 임의로 하부시스템의 크기를 자동으로 결정하도록 하였다. 이를 위하여 적응분해기법은 유전알고리듬을 사용하였고, 기존의 병렬분해기법에서 사용된 염색체에 시스템분해 위치를 나타내는 정보를 추가한 확장염색체를 제안하여 병렬처리에 적합한 시스템분해기법을 구현하였다. 그리고, 항공기 설계 문제와 헬기 설계 문제에 적응분해기법을 적용하여 개발된 알고리듬의 효율성을 보였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권1C호
• /
• pp.90-97
• /
• 2009

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식의 장점은 높은 주파수 효율, RF간섭에 대한 강인성, 낮은 다중 경로 왜곡 등을 들 수 있다. 다중 사용자 OFDM의 채널용량을 확대하기 위해서는 사용자간의 부채널과 비트 할당의 효율적인 알고리즘을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 다중 사용자의 전송요구량을 만족하는 최적 부채널 및 비트 할당 문제를 0-1 정수계획법 모형으로 형성하고, 원래 문제의 선형계획법 완화 (linear programming relaxation)문제를 dual-decomposition과 subgradient 알고리즘을 사용하여 해를 구하는 효과적인 알고리즘을 제시한다. 또한 dual-decomposition으로 구한 목적함수값은 원래 문제의 선형계획법 완화문제의 최적목적함수 간과 동일함을 증명하였다 모의실험을 통하여 다수의 문제에 대하여 원래 문제의 최적 목적항수값에 대한 dual-decomposition으로 구한 하한의 성능을 제시하였다. MQAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하고 3개의 독립적인 Rayleigh 다중 경로로 구성된 주파수 선택적 채널을 가정한 경우 MATLAB을 사용한 모의실험에서 0-1 정수계획 법으로 구한 최적해의 성능을 실험하였다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.7-15
• /
• 2015

This paper attempts to evaluate the accuracy and efficiency of a design optimization procedure by combining wavelets-based multi resolution analysis method and proper orthogonal decomposition (POD) technique. Aerodynamic design procedure calls for high fidelity computational fluid dynamic (CFD) simulations and the consideration of large number of flow conditions and design constraints. Thus, even with significant computing power advancement, current level of integrated design process requires substantial computing time and resources. POD reduces the degree of freedom of full system by conducting singular value decomposition for various field simulations. In this research, POD combined Design Optimization model is proposed and its efficiency and accuracy are to be evaluated. For additional efficiency improvement of the procedure, multi resolution analysis method is also being employed during snapshot constructions (POD training period). The proposed design procedure was applied to the optimization of wing aerodynamic performance. Throughout the research, it was confirmed that the POD/MRA design procedure could significantly reduce the total design turnaround time and also capture all detailed complex flow features as in full order analysis.

• 한국의류학회지
• /
• 제35권11호
• /
• pp.1297-1308
• /
• 2011

This research investigates the application of ZnO (zinc oxide) nanoparticles and $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticles to polypropylene nonwoven fabrics via an electrospinning technique for the development of textile materials that can decompose harmful gases. To fabricate uniform ZnO nanocomposite fibers, two types of ZnO nanoparticles were applied. Colloidal $TiO_2$ nanoparticles were chosen to fabricate $TiO_2$ nano- composite fibers. ZnO/poly(vinyl alcohol) (PVA) and $TiO_2$/PVA nanocomposite fibers were electrospun under a variety of conditions that include various feed rates, electric voltages, and capillary diameters. The morphology of electrospun nanocomposite fibers was examined with a field-emission scanning electron micro- scope and a transmission electron microscope. Decomposition efficiency of gaseous materials (formaldehyde, ammonia, toluene, benzene, nitrogen dioxide, sulfur dioxide) by nanocomposite fiber webs with 3wt% nano-particles (ZnO or $TiO_2$) and 7$g/m^2$ web area density was assessed. This study shows that ZnO nanoparticles in colloid were more suitable for fabricating nanocomposite fibers in which nanoparticles are evenly dispersed than in powder. A heat treatment was applied to water-soluble PVA nanofiber webs in order to stabilize the electrospun nanocomposite fibrous structure against dissolution in water. ZnO/PVA and $TiO_2$/PVA nanofiber webs exhibited a range of degradation efficiency for different types of gases. For nitrogen dioxide, the degradation efficiency was 92.2% for ZnO nanocomposite fiber web and 87% for $TiO_2$ nanocomposite fiber web after 20 hours of UV light irradiation. The results indicate that ZnO/PVA and $TiO_2$/PVA nano- composite fiber webs have possible uses in functional textiles that can decompose harmful gases.

• 한국안전학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.66-70
• /
• 2000

In order to cope with environmental problems caused by harmful gases emitted from various industrial sources, a new technology which employs discharge plasma formed in ordinary atmospheric pressure has been intensively investigated in many industrialized nations. Although a plenty of useful outcomes and suggestions have been made public by scientists in this field, few commercial products which effectively decompose pollutant gases have appeared as yet. This is partly because that the energy efficiency of a most effective plasma reactor has not reached a satisfactory level in comparison with those of devices using conventional technologies. In an attempt to solve the problem mentioned above, we noticed to combine heterogeneous electrical discharges. This concepts is based on that each plasma reactor has its specific spatial region in which chemical reaction are active and by electrically affected with another reactor of different type, the activated region would increase - which may lead to cutting down the energy consumption. To prove this concept experimentally, two different discharge equipments, a plane ceramic-based surface discharge electrode and a corona electrode with tungsten needle may, are selected and combined to fabricate a hybrid plasma reactor. The results are summarized as follows; (1) Ozone concentration generated in the plasma region drastically increases when the positive corona discharge is added to the surface discharge. The rate of increase of ozone depends on the frequency of the surface discharge. The negative corona, however, does not contribute to the improvement of the ozone generation. (2) NO(nitrogen monoxide) decomposition rate also improves by simultaneously applying the surface and the positive corona discharges. The effect of the corona superposition is more evident when the level of the surface discharge is moderate. (3) By adjusting the corona level, the net energy efficiency during NO decomposition improves in comparison with the simple surface discharge reactor.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.13-20
• /
• 2024

본 논문에서는 유동체를 해석할 수 있는 수치해석기법 중 하나인 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)의 병렬해석 알고리즘이 소개된다. 무요소법(meshless method)의 SPH는 연속체 거동을 입자기반으로 표현하기 때문에 컴퓨팅하는데 높은 자원을 요구한다. 그래서 병렬해석 알고리즘은 SPH 시뮬레이션에서 필수적으로 고려되어야 한다. 계산영역을 일정한 간격으로 분할시켜 독립적으로 해석하는 영역분할 알고리즘은 병렬해석 알고리즘 중에 가장 대표적인 방법이다. 그리고 그 중 Cartesian 좌표계의 영역분할 방법은 입자들의 좌표를 빠르고 편리하게 검색할 수 있는 장점이 있어, DEM(Discrete Element Method)이나 MD(Molecular Dynamics)에서 대중적으로 사용되고 있다. 그러나 SPH의 경우 입자들이 smoothing 길이 이내의 주위 입자 정보가 필요하기 때문에 분할 영역 간의 입자정보 공유가 중요하다. 그리고 이에 따른 CPU의 로드밸런스가 중요하다. 본 연구에서는 직교 영역분할의 크기를 동적으로 미소화 시켜 잉여 CPU가 발생하지 않도록 하는 높은 병렬효율성의 알고리즘이 제안되었다. 그리고 수치해석 모델을 통하여 효율성을 검증하였다. 유동체 모델에 대해 총 30 CPU까지 제안된 방법의 병렬효율성을 검토하였고, 28개의 물리적 코어 수까지 90%의 병렬효율성을 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
• /
• pp.170-175
• /
• 2001

The design cycle associated with large engineering systems requires an initial decomposition of the complex system into design processes which are coupled through the transference of output data. Some of these design processes may be grouped into iterative subcycles. In analyzing or optimizing such a coupled system, it is essential to determine the best order of the processes within these subcycles to reduce design cycle time and cost. This is accomplished by decomposing large multidisciplinary problems into several multidisciplinary analysis subsystems (MDASS) and processing it in parallel. This paper proposes new strategy for parallel decomposition of multidisciplinary problems to improve design efficiency by using the multiple objective genetic algorithm (MOGA), and a sample test case is presented to show the effects of optimizing the sequence with MOGA.