• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제13권2호
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• pp.10-15
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• 1984

The aims of this study are to obtain a suitable method and a proper mesh for investigation of the temperature distribution and heat transfer. The relative errors of temperature distribution and heat transfer for each mesh are acquired in accordance with linear finite element (FEM 3), square finite element (FEM 6), cubic finite element (FEM 10), and finite difference method (FDM). It has been found that FEM 10 is the most accurate measure to obtain the temperature distribution and heat transfer. However, no significant results have been obtained successfully, because when higher order finite element methods are used the more computational efforts are necessary due to the distribution of elements. The results of this study are as follows ; 1 . In case of a=b=L, meshes for less than $1\%$ relative errors (temperature distribution) acquired in various methods to exact solution are $2\times2,\;4\times4,\;8\times8\;and\;8\tiems8$ for each FEM 10, FEM 6, FEM 3 and FDM and a=L, b=1/2L are $10\times5$ for each FEM 3 and FDM. And the tendency of results acquired of heat transfer is similar to those above. 2 . In computational efforts (a=b=L), FEM 6 has taken 21 times. and FEM 10 154times FEM 3 and FDM and FEM 3 is the sane as FDM.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권4호통권41호
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• pp.373-384
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• 1999

복합재료를 사용한 비등방성 원통형 쉘 구조형식은 단일소재의 재료역학적인 단점을 극복할 수 있다. 본 연구의 목적은 1차전단변형효과가 고려된 비등방성 원통형 쉘을 해석하는 것이다. 전단변형효과가 고려된 원통형 쉘의 거동은 기존의 고전적인 해와 길이-두께비에 따라 상당한 거동의 차이를 보이므로 이러한 전단변형효과의 고찰은 매우 중요하다고 사료된다. 또한 본 연구는 유한요소법에 근간한 상용 공학프로그램인 ANSYS와 본 연구의 프로그램결과를 비교, 검증하였으며, 비등방성 원통형 쉘의 중심각의 변화, 화이버의 보강각도 변화, 탄성계수비의 변화 등에 따른 쉘의 처짐 및 단면력을 분석하였다. 본 논문에서 사용한 유한차분법에 의한 해는 기존의 해석적인 방법으로는 해석하기 어려운 보다 다양하고 복잡한 조건을 갖는 문제에 대하여 보다 정확한 해를 얻을 수 있다. 따라서 본 논문에서 제시한 유한차분법을 이용한 다양한 비등방성 원통형 쉘의 해석결과는 복합 신소재를 사용하는 쉘 구조체의 실용화에 앞서 다양한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.686-691
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• 2001

Structural optimization often require the evaluation of design sensitivities. The Semi Analytic method(SAM) is popular for shape optimization because this method has several advantages. But when relatively large rigid body motions are identified for individual elements, the SA method shows severe inaccuracy. In this paper, the improvement of design sensitivities corresponding to the rigid body mode is evaluated by exact differentiation of the rigid body modes. Moreover, the error of the SA method caused by numerical difference scheme is alleviated by using a series approximation for the sensitivity derivatives and considering the higher order terms.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.225-232
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• 2018

본 논문은 H(2,4) 기법을 기반으로 한 저분산 유한차분 시간영역법(Finite-Difference Time-Domain: FDTD)을 이용하여 상수 도전율과 비유전율을 갖는 유전체의 광대역 전자기 특성을 정확하게 해석하는 방법을 제안했다. 수치분산오차를 최소화하기 위해서 제안한 FDTD 기법에서 이용하는 세 개의 변수의 최적값을 계산하였다. 잘 알려진 정확한 FDTD 기법들과 제안한 FDTD 방법으로 2차원 원형 유전체 실린더의 광대역 산란 문제를 계산하였고, 그 결과를 이론값과 비교하여 제안한 방법의 우수성을 검증하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제6권4호
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• pp.26-34
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• 2001

The flow past a circular cylinder forced to vibrate transversely is numerically simulated by solving the two-dimensional Navier-Stokes equations modified by the vibration velocity of a circular cylinder at a Reynolds number of 164. The higher-order finite difference scheme is employed for the spatial discretization along with the second order Adams-Bashforth and the first order backward-Euler time integration. The calculated cylinder vibration frequency is between 0.60 and 1.30 times of the natural vortex-shedding frequency. The calculated oscillation amplitude extends to 25% of the cylinder diameter and in the case of the lock-in region it is 60%. It is made clear that the cylinder oscillation has influence on the wake pattern, the time histories of the drag and lift forces, power spectral density and phase diagrams, etc. It is found that these results include both the periodic (lock-in) and the quasi-periodic (non-lock-in) state. The vortex shedding frequency equals the driving frequency in the lock-in region but is independent in the non-lock-in region. The mean drag and the maximum lift coefficient increase with the increase of the forcing amplitude in the lock-in state. The lock-in boundaries are also established from the present direct numerical simulation.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.181-188
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• 2001

The flow past a circular cylinder forced to vibrate transversely is numerically simulated by solving the two-dimensional Wavier-Stokes equations modified by the vibration velocity of a circular cylinder at a Reynolds number of 164. The higher-order finite difference scheme is employed for the spatial discretization along with the second order Adams-Bashforth and the first order backward-Euler time integration. The calculated cylinder vibration frequency is between 0.60 and 1.30 times of the natural vortex-shedding frequency. The calculated oscillation amplitude extends to $25\%$ of the cylinder diameter and in the case of the lock-in region it is $60\%$. It is made clear that the cylinder oscillation has influence on the wake pattern, the time histories of the drag and lift forces, power spectral density and phase diagrams, etc. It is found that these results include both the periodic (lock-in) and the quasi-periodic (non-lock-in) state. The vortex shedding frequency equals the driving frequency in the lock-in region but is independent in the non-lock-in region. The mean drag and the maximum lift coefficient increase with the increase of the forcing amplitude in the lock-in state. The lock-in boundaries are also established from the present direct numerical simulation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.255-262
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• 2013

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 기법을 기반으로 민들린 후판에 대한 형상 설계민감도 해석법을 제시하였다. 아이소-지오메트릭 기법은 정확한 기하학적 형상의 표현, 요소 사이의 높은 연속성 등 바람직한 강점들을 가지고 있으며 궁극적으로는 해석해로의 빠른 수렴성과 정확한 설계민감도를 제공한다. 선형 형상함수를 사용하는 유한요소법과는 달리 아이소-지오메트릭 기법에서는 높은 차수의 NURBS 기저함수를 활용하여 CAD 형상의 법선벡터와 곡률을 정확하게 고려한다. 전단 잠김(Shear locking) 현상을 극복하기 위해서 선택적 감소적분(Selective reduced integration) 기법을 사용하였다. 이 간단한 방법은 복잡한 정식화 과정 없이 정확한 아이소-지오메트릭 형상 설계민감도 해석을 수행한다. 굽힘 문제에 대한 수치예제를 통하여 제안된 아이소-지오메트릭 해석과 유한요소 해석을 비교하였으며, 유한차분 설계민감도와 비교하여 아이소-지오메트릭 형상 설계민감도는 매우 정확함을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.8-15
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• 2002

B-spline을 이용하여 물체의 형상과 포텐셜을 표현함으로써, 저차경계요소법의 단점들을 극복하고 수치계산의 정도를 높이기 위한 고차 패널법을 개발하였다. 물체표면과 자유표면에 법선 다이폴과 쏘스를 분포시켰으며, 자유표면 및 방사조건을 만족시키기 위해 상류차분식을 사용하는 대신 B-spline의 기저함수를 미분하여 선형화된 자유표면 경계조건에 직접 적용하였다. 이 방법을 적용함으로써 Dawson 방법에서 문제가 되었던 수치감쇠 문제를 피할 수 있었다. 수치계산 프로그램을 검증하기 위해 2차원 원주주위의 유동계산과 날개면 주위의 유동해석을 수행하였으며, B-spline 기저 고차패널법에 의한 수치계산 결과가 저차패널법에 비해 빠른 수렴성과 정확성을 보였고 계산에 필요한 패널 수가 현저히 줄어드는 대단히 만족스러운 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권11호
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• pp.3031-3040
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• 1995

Two-dimensional incompressible Navier-Stokes equations have been solved by the node-centered finite volume method with the unstructured triangular meshes. The pressure-velocity coupling is handled by the artificial compressibility algorithm due to its computational efficiency associated with the hyperbolic nature of the resulting equations. The convective fluxes are obtained by the Roe's flux difference splitting scheme using edge-based connectivities and higher-order differences are achieved by a reconstruction procedure. The time integration is based on an explicit four-stage Runge-Kutta scheme. Numerical procedures with local time stepping and implicit residual smoothing have been implemented to accelerate the convergence for the steady-state solutions. Comparisons with experimental data and other numerical results have proven accuracy and efficiency of the present unstructured approach.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.264-269
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• 2016

본 논문은 단열층을 가지는 솔라폰드의 온도특성을 알아보기 위한 기초 연구이다. 또한, 기존의 단열층을 가지지 않는 경우의 솔라폰드의 온도특성과 비교하였다. 수치해석법은 유한차분법(Finite-Difference Method)를 이용하였으며, 2차원 비정상의 상태를 가정하여 계산하였다. 수치해석을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 솔라 폰드의 깊이가 깊어지면 폰드의 하부까지 도달하는 일사량이 줄어들기 때문에 온도 상승 효과는 발생하지 않는 것을 확인했다. 2) 동절기에는 토양의 온도가 솔라 폰드 내 물의 온도보다 상대적으로 높아 토양에서 폰드 내로 열이 전달되는 것을 확인할 수 있었다. 3) 단열층을 가지는 솔라폰드의 경우, 태양의 의존율은 83.3%, 보일러의 의존율은 16.7%로 자연에너지의 의존도가 높은 것을 확인할 수 있었다.