• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.386-391
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• 2001

A finite element code based on P2P1 tetra element has been developed for the large eddy simulation (LES) of turbulent flows around a complex geometry. Fractional 4-step algorithm is employed to obtain time accurate solution since it is less expensive than the integrated formulation, in which the velocity and pressure fields are solved at the same time. Crank-Nicolson method is used for second order temporal discretization and Galerkin method is adopted for spatial discretization. For very high Reynolds number flows, which would require a formidable number of nodes to resolve the flow field, SUPG (Streamline Upwind Petrov-Galerkin) method is applied to the quadratic interpolation function for velocity variables, Noting that the calculation of intrinsic time scale is very complicated when using SUPG for quadratic tetra element of velocity variables, the present study uses a unique intrinsic time scale proposed by Codina et al. since it makes the present three-dimensional unstructured code much simpler in terms of implementing SUPG. In order to see the effect of numerical diffusion caused by using an upwind scheme (SUPG), those obtained from P2P1 Galerkin method and P2P1 Petrov-Galerkin approach are compared for the flow around a sphere at some Reynolds number. Smagorinsky model is adopted as subgrid scale models in the context of P2P1 finite element method. As a benchmark problem for code validation, turbulent flows around a sphere and a MIRA model have been studied at various Reynolds numbers.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.69-69
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• 2011

본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제29권2호
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• pp.154-162
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• 2015

In this study, experimental and numerical methods were applied to observe sloshing impact phenomena. A two-dimensional rectangular tank filled with water and air was considered with a specific excitation condition that induced a hydrodynamic impact without an air pocket at the top corner of the tank. High-speed cameras and a pressure measurement system were synchronized, and a particle image velocimetry (PIV) technique was applied to measure the velocity field and corresponding pressure. The experimental condition was implemented in a numerical computation to solve incompressible two-phase flows using a Cartesian-grid method. The discretized solution was obtained using the finite difference and constraint-interpolation-profile (CIP) methods, which adopt a fractional step scheme for coupling the pressure and velocity. The tangent of the hyperbola for interface capturing (THINC) scheme was used with the weighed line interface calculation (WLIC) method to capture the interface between the air and water. The calculated impact pressures and velocity fields were compared with experimental data, and the relationship between the local velocity and pressure was investigated based on the computational results.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.57-57
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• 2007

Aspheric glass lenses have many optical advantages, for glass have superior optical performance and an aspheric form can reduce optical aberrations. Recently, the use of it is rapidly expanding as the mass production becomes possible by glass molding press and so this method is considered as the best method for fabricating an aspheric glass lens, but it is difficult to control many parameters for pressing and cooling process. Design of experiments (DOE) is a very useful tool to design and analyze complicated industrial design problems. This study investigated the pressing conditions to mold aspheric glass lenses for mega pixel phone camera module using DOE method. We have applied fractional factorial design and the response variable was set form accuracy (PV) of aspheric surface of molded lens. The results of analysis indicates that all factors expect for pressing force of each step are available for the form accuracy (PV). It was the optimum condition of the designed pressing conditions for lowering the form accuracy(PV) value of molded lens that all factors were at the low level. The form accuracy (PV) of mold and molded lens under the optimum condition are $0.85\;{\mu}m$ and $0.922\;{\mu}m$ respectively.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제34권6호
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• pp.483-492
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• 2007

최근 센서 네트워크의 발달로 실세계의 많은 데이타가 시간 속성을 갖고 실시간으로 수집되고 있다. 기존의 시계열 데이타 예측 기법은 모델 갱신 없이 예측을 수행하였다. 그러나 스트림 데이타는 매우 빠르게 수집이 되고 시간이 지남에 따라 데이타의 특성이 변경될 수 있으므로 기존의 시계열 예측 기법을 적용하는 것은 적절하지 않다. 따라서 이 논문에서는 슬라이딩 윈도우와 점진적인 회귀분석을 이용한 스트림 데이타 예측 기법을 제안한다. 이 기법은 스트림 데이타를 다중 회귀 모델에 입력하기 위해 차원 분열을 통해 여러 개의 속성으로 분열(Fractal)하고, 변화되는 데이타의 분포를 반영하기 위해 슬라이딩 윈도우 기법을 사용하여 점진적으로 회귀 모델을 갱신한다. 또한 고정 크기 큐를 이용하여 최근의 데이타로만 모델을 유지한다. 이전 데이타의 유지 없이 최소 정보를 갖는 행렬을 통해 모델을 갱신하므로 낮은 공간 복잡도를 갖고 점진적으로 모델을 갱신함으로써 에러율의 증가를 방지한다. 제안된 기법의 타당성은 RME(Relative Mean Error)와 RMSE(Root Mean Square Error)를 이용하여 측정하였고, 실험 결과 다른 기법에 비해 우수하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.335-344
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• 2011

곡면의 경계를 가지는 수로에서 비선형 파랑의 상호작용을 모의하기 위한 비정수압 자유수면 모형이 개발되었다. 제안된 모형은 비선형의 3차원 Navier-Stokes 방정식을 곡선좌표 영역에서 계산단계 분리법의 일종인 압력수정법에 의하여 수치적으로 해석된다. 특히, 연직방향으로 변형된 형태의 엇갈린 격자를 이용하여 상대적으로 간단하게 압력방정식과 자유수면 경계조건을 구성하였다. 개발된 모형의 수치해석 정확도는 2차원의 수치 파수조에서 파랑의 비선형 정도에 대하여 5차의 스토스우크스 해석해와 비교하였다. 본 모형의 실제적 적용은 원형의 수로에서 회절과 반사에 의해 변형되는 비선형 파의 변형에 초점을 맞추어 수행하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 경우를 제외하고 수치해석 결과는 비선형적인 영향을 고려하지 않은 해석해의 선형적인 중첩과 일치하였다. 두개의 파를 중첩한 고비선형의 파에 대한 모의를 통하여 본 모형은 원형의 수로에서 비선형 군파의 변형에관한 수치적인 모의 가능성을 제시하였다.

• Water Engineering Research
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• 제3권1호
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• pp.57-62
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• 2002

This research is intended to integrate long-term operation rules and real time operation policy for conservation & flood control in a reservoir. The familiar Yield model has been modified and used to provide long-term rule curves. The model employs linear programming technique under given physical conditions, i.e., total capacity, dead storage, spillways, outlet capacity and their respective elevations to find required and desired minimum storage fur different demands. To investigate the system behavior resulting from the above-mentioned operating policy, i.e., the rule curves, the simulation model was used. Results of the simulation model show that the results of the optimization model are indeed valid. After confirmation of the above mentioned rule curves by the simulation models, gate operation procedure was merged with the long term operation rules to determine the optimum reservoir operating policy. In the gate operation procedure, operating policy in downstream flood plain, i.e., determination of damaging and non-damaging discharges in flood plain, peak floods, which could be routed by reservoir, are determined. Also outflow hydrograph and variations of water surface levels for two known hydrographs are determined. To examine efficiency of the above-mentioned models and their ability in determining the optimum operation policy, Esteghlal reservoir in Iran was analyzed as a case study. A numerical model fur the solution of two-dimensional dam break problems using fractional step method is developed on unstructured grid. The model is based on second-order Weighted Averaged Flux(WAF) scheme with HLLC approximate Riemann solver. To control the nonphysical oscillations associated with second-order accuracy, TVD scheme with SUPERBEE limiter is used. The developed model is verified by comparing the computational solutions with analytic solutions in idealized test cases. Very good agreements have been achieved in the verifications.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.142-154
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• 2010

Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통한 항당뇨효능의 단백다당체 대량생산 배양공정을 개발하기 위한 첫 단계로 고생산성 균주의 개발을 신속하게 수행하기 위한 방법을 개발하였다. I. obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포를 획득하기 위해서는 원형질체들을 회수하여 이로부터 성장 능력과 단백다당체의 생산성이 높은 우량균주를 선별하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 균주개량 공정 중 특별히 장기간의 배양 시간이 요구되어 신속한 균주개발 시 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 고체성장배양 단계의 문제점을 극복하고자, 고체배양 환경의 최적화에 대한 연구를 중점적으로 수행하였다. 고체성장배양 시 균사체 성장에 효능이 탁월한 배지성분을 선별하기 위해 우선 Plackett-Burman design 실험을 통해서 유의성 높은 배지성분을 찾아내었고, 이에 근거한 부분요인설계법 fractional factorial design, FFD) 실험을 통해 배지성분 상호간의 관계를 분석 할 수 있었다. 또한 이 FFD 실험결과에 근거해서 설계한 최급상승법 (steepest ascent method, SAM) 실험방법을 적용한 결과, 고체성장배양 시 균사체 성장환의 직경이 기존의 MA 배지와 비교해서 약 41% 증가했을 뿐만 아니라 균사체의 밀도도 크게 향상된 배지조성을 확립 할 수 있었다. 또한 SAM 연구결과를 바탕으로 최적의 배지조성을 확립하고자 각 배지성분의 최적농도를 통계적으로 더욱 정밀하게 조사하는 반응표면분석법 (response surface method, RSM) 실험을 수행하였다. 그 결과 최적고체성장배지의 성분과 농도는 glucose 25.61 g/L, brown rice 12.53 g/L, soytone peptone 12.53 g/L, $MgSO_4$ 5.53 g/L, agar 20 g/L인 것으로 최종 결정되었으며, 이 조건에서 13일 동안 배양시 균사체의 직경이 약 82 mm 정도에 이르는 것으로 나타났다. 이 결과는 상기의 SAM 실험에서 최적농도로 제시한 배지조성과 매우 유사한 것으로 확인되었는데, 이로부터 최종적인 RSM 실험을 수행하기 전에 최적 농도의 근사치를 추정하기 위해서 수행한 SAM 실험이 매우 효율적이었음을 확인할 수 있었다. 또한 배지 최적화 결과 고체성장배양에서의 성장속도의 증가로 인해 배양기간을 기존의 15~20일에서 8일로 획기적으로 줄일 수 있게 되어, 짧은 시간 내에 대규모 균주 선별과 각 균주의 단백다당체의 생산성 확인이 가능하게 되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.575-589
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• 2008

본 연구는 지진해일단파(tsunami bore) 혹은 조석단파(tidal bore)와 같은 단파의 동수역학적인 거동특성을 검토할 목적으로, 댐파괴류에서 단파의 형성과 동일한 방법, 즉 수조의 한쪽 끝단에 있는 고수위의 저수조(貯水槽) 게이트를 순간적으로 제거하는 방법으로 단파를 발생시킨다. 이러한 단파의 형성과 전파에 관한 수치시뮬레이션에 이상유(二相流)모델에 기초한 Navier-Stokes식을 적용하며, 이 때 비압축성 및 비혼합성의 액체와 기체흐름을 각각 고려한다. 기체와 액체의 접면을 VOF법으로 추적하고, Navier-Stokes방정식을 수치적으로 풀기 위하여 MCIP법을 적용한다. 1차원인 CIP법을 분할스텝기법을 사용하여 고차원으로 확장한 MCIP법은 수치확산이 매우 작고, 또한 안정된 스킴으로 알려져 있다. 게다가, 난류를 시뮬레이션하기 위하여 그의 유용성이 잘 알려져 있는 LES모델을 사용한다. 단파의 형성과 전파에 관한 수치해석결과를 검증하기 위하여 수리실험을 수행하였으며, 시간경과에 따른 수위변동과 평균유속변동에 대한 수치해석결과 및 실험결과를 비교하여 매우 양호한 상호대응관계를 확인할 수 있었다.