• 제목/요약/키워드: explicit scheme

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AN EXPLICIT NUMERICAL ALGORITHM FOR SURFACE RECONSTRUCTION FROM UNORGANIZED POINTS USING GAUSSIAN FILTER

  • KIM, HYUNDONG;LEE, CHAEYOUNG;LEE, JAEHYUN;KIM, JAEYEON;YU, TAEYOUNG;CHUNG, GENE;KIM, JUNSEOK
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제23권1호
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    • pp.31-38
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    • 2019
  • We present an explicit numerical algorithm for surface reconstruction from unorganized points using the Gaussian filter. We construct a surface from unorganized points and solve the modified heat equation coupled with a fidelity term which keeps the given points. We apply the operator splitting method. First, instead of solving the diffusion term, we use the Gaussian filter which has the effect of diffusion. Next, we solve the fidelity term by using the fully implicit scheme. To investigate the proposed algorithm, we perform computational experiments and observe good results.

단기간의 홍수에 의한 하상변동의 예측모형 (Prediction MOdels for Channel Bed Evolution Due to Short Term Floods)

  • 표영평;신철식;배열호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.597-610
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    • 1997
  • 본 연구에서는 하도 내에서의 부정류 유사이송으로 인한 하상변동의 일차원적 수치모델들을 개발하였다. 유사량과 하상변동에 대한 수치해를 얻기 위해 흐름의 방정식은 Preissmann 음해법과 Lax-Wendroff 2단 양해법을 그리고 유사의 연속방정식은 시간 전방차분, 공간 중앙차분 양해법을 사용하여 수치 적분하였고, Lax-Wendroff 기법 내에서 상류와 하류의 추가 경계조건을 구하기 위해 특성곡선법을 적용하였다. 모델의 정확도는 부피보존실험을 통하여 성공적으로 입증되었으며, 모델의 주요 변수들에 대한 민감도 분석결과로부터 보다 큰 최대 홍수위, 하상경사 및 홍수지속기간에 의해 큰 하상세굴이 발생하였고, 하상재료의 평균입경 가운데, $D_{50}=0.4mm$에서 가장 큰 하상변동을 가져왔다. 본 연구에서 개발된 모델들이 각 변수들의 변화에 적절한 반응을 함으로써 모델들이 합리적인 결과를 가져다주는 것으로 결론되어지며, 실제하천에 적용될 수 있는 것으로 판단된다.

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응력파 전파 수치모의를 위한 일차원 유한요소모형의 분산 특성 및 제어 (Numerical Dispersion and Its Control for 1-D Finite Element Simulation of Stress Wave Propagation)

  • 이종세;유한규;윤성범
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.75-82
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    • 2004
  • 본 논문에서는 응력파 전파를 수치모의할 때 발생하는 수치적인 분산효과를 제거하기 위해 파동방정식에 기초한 일차원 유한요소모형을 이용하여 수치분산오차의 특성을 분석하고 분산오차를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 질량행렬을 그대로 사용하는 경우와 집중질량행렬을 사용하는 경우에 대한 수치분산오차를 분석하였다. 개발된 분산제어기법은 공간미분항의 시간단계 가중치 및 질량집중도를 조정하는 음해법과 인위적인 분산항을 추가하는 양해법의 두가지 방법이다. 제안된 분산보정기법을 이용하여 계산한 수치해와 파동방정식의 해석해를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 분산보정기법의 타당성을 확인하였다.

자유 표면이 존재하는 유체 유동 해석을 위한 VOF방법의 기반의 새로운 수치 기법(I)-새로운 자유 표면 추적 알고리즘 및 검증- (A New VOF-based Numerical Scheme for the Simulation of Fluid Flow with Free Surface(I)-New Free Surface Tracking Algorithm and Its Verification-)

  • 김민수;신수호;이우일
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권12호
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    • pp.1555-1569
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    • 2000
  • Numerical simulation of fluid flow with moving free surface has been carried out. For the free surface flow, a VOF(Volume of Fluid)-based algorithm utilizing a fixed grid system has been investigated. In order to reduce numerical smearing at the free surface represented on a fixed grid system, a new free surface tracking algorithm based on the donor-acceptor scheme has been presented. Novel features of the proposed algorithm are characterized as two numerical tools; the orientation vector to represent the free surface orientation in each cell and the baby-cell to determine the fluid volume flux at each cell boundary. The proposed algorithm can be easily implemented in any irregular non-uniform grid systems that are usual in finite element method (FEM). Moreover, the proposed algorithm can be extended and applied to the 3-D free surface flow problem without additional efforts. For computation of unsteady incompressible flow, a finite element approximation based on the explicit fractional step method has been adopted. In addition, the SUPG(streamline upwind/Petrov-Galerkin) method has been implemented to deal with convection dominated flows. Combination of the proposed free surface tracking scheme and explicit fractional step formulation resulted in an efficient solution algorithm. Validity of the present solution algorithm was demonstrated from its application to the broken dam and the solitary wave propagation problems.

견실한 서보적응제어기를 응용한 절삭력 추종제어 (Application of an Adaptive Robust Controller to Cutting Force Regulation)

  • 김종원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.78-89
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    • 1991
  • 본 연구에서는 ARSC를 엔드밀링 공정에 적용하여, 절삭력을 추종제어하는 실 예를 제시하고자 한다.제2장에서는 ARSC를 절삭공정에 일반적으로 적용하기 위한 구체적인 이론전개를 설명하여, 제3장에 실시간 시뮬레이션의 방법과 결과를 예시하 고,마지막으로, 제4장에 엔드밀링 절삭시험을 위한 장치의 구성 및 그 결과를 설명하 였다.

직접미분 설계민감도 해석을 이용한 박판금속성형 공정변수 최적화 (I) -설계민감도 해석 - (Optimum Design of the Process Parameter in Sheet Metal Forming with Design Sensitivity Analysis using the Direct Differentiation Approach (I) -Design Sensitivity Analysis-)

  • 김세호;허훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권11호
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    • pp.2245-2252
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    • 2002
  • Design sensitivity analysis scheme is proposed in an elasto -plastic finite element method with explicit time integration using a direct differentiation method. The direct differentiation is concerned with large deformation, the elasto-plastic constitutive relation, shell elements with reduced integration and the contact scheme. The design sensitivities with respect to the process parameter are calculated with the direct analytical differentiation of the governing equation. The sensitivity results obtained from the present theory are compared with that obtained by the finite difference method in a class of sheet metal forming problems such as hemi-spherical stretching and cylindrical cup deep-drawing. The result shows good agreement with the finite difference method and demonstrates that the preposed sensitivity calculation scheme is a pplicable in the complicated sheet metal forming analysis and design.

비정렬 격자계에서 강건하고 효율적인 LU-SGS 기법 개발: Part Ⅱ- 효율적인 적용 (Robust and Efficient LU-SGS Scheme on Unstructured Meshes: Part Ⅱ - Efficient Implementation)

  • 김주성;권오준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.39-48
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    • 2004
  • In the present study, an efficient implementation technique of the van Leer's implicit operator is suggested in accordance with the Roe's explicit operator. By using an efficient treatment of the off-diagonal terms, which occupy most of the memory requirement for the linear system of equations, it is shown that the improved scheme only requires less than 30% of memory and is approximately 10-20% faster than the baseline scheme.

저레이놀즈수 난류모델을 사용한 정익-동익 상호작용 해석 (Calculation of Rotor-Stator Interactions Using a Low Reynolds Number Turbulence Model)

  • 최창호;유정열
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제23권10호
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    • pp.1229-1239
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    • 1999
  • A computational study on unsteady compressible flows has been performed by adopting a low Reynolds number $k-{\omega}$ turbulence model in conjunction with dual time stepping scheme. An explicit four-stage Runge-Kutta scheme for the Navier-Stokes equations and an approximate factorization scheme for the $k-{\omega}$ turbulence model equations are used. Computational results obtained for blade surface pressure distributions in the process of rotor-stator interaction in a turbine stage are in good agreement with extant experimental data. The effects of the wake from the stator on the boundary-layer transition over the rotor blade surface are discussed by showing that high intensity turbulence of the stator wake induces an early transition.

SIP과 Xcast를 이용한 이동 멀티캐스트 지원 방안 (Multicast support for mobile nodes by using SIP and Xcast)

  • Nam, Seahyeon
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제41권8호
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    • pp.27-33
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    • 2004
  • 본 논문에서는 이동 노드들 사이의 실시간 통신을 보다 효율적으로 제공하기 위한 새로운 멀티캐스트 방안을 제안한다. 제안된 방안에서는 SIP과 Xcast를 통합하여 이동 노드들에게 멀티캐스트를 제공한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 방식은 불필요한 망의 트래픽을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 패킷의 지연도 낮출 수 있음을 알 수 있다.

A MULTI-DIMENSIONAL MAGNETOHYDRODYNAMIC CODE IN CYLINDRICAL GEOMETRY

  • Ryu, Dong-Su;Yun, Hong-Sik;Choe, Seung-Urn
    • 천문학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.223-243
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    • 1995
  • We describe the implementation of a multi-dimensional numerical code to solve the equations for idea! magnetohydrodynamics (MHD) in cylindrical geometry. It is based on an explicit finite difference scheme on an Eulerian grid, called the Total Variation Diminishing (TVD) scheme, which is a second-order-accurate extension of the Roe-type upwind scheme. Multiple spatial dimensions are treated through a Strang-type operator splitting. Curvature and source terms are included in a way to insure the formal accuracy of the code to be second order. The constraint of a divergence-free magnetic field is enforced exactly by adding a correction, which involves solving a Poisson equation. The Fourier Analysis and Cyclic Reduction (FACR) method is employed to solve it. Results from a set of tests show that the code handles flows in cylindrical geometry successfully and resolves strong shocks within two to four computational cells. The advantages and limitations of the code are discussed.

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