• 제목/요약/키워드: standing wave solution

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THE DELTA STANDING WAVE SOLUTION FOR THE LINEAR SCALAR CONSERVATION LAW WITH DISCONTINUOUS COEFFICIENTS USING A SELF-SIMILAR VISCOUS REGULARIZATION

  • LI, XIUMEI;SHEN, CHUN
    • 대한수학회보
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    • 제52권6호
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    • pp.1945-1962
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    • 2015
  • This paper is mainly concerned with the formation of delta standing wave for the scalar conservation law with a linear flux function involving discontinuous coefficients by using the self-similar viscosity vanishing method. More precisely, we use the self-similar viscosity to smooth out the discontinuous coefficient such that the existence of approximate viscous solutions to the delta standing wave for the Riemann problem is established and then the convergence to the delta standing wave solution is also obtained when the viscosity parameter tends to zero. In addition, the Riemann problem is also solved with the standard method and the instability of Riemann solutions with respect to the specific small perturbation of initial data is pointed out in some particular situations.

Characteristics of Particle Separation in Suspension using an Ultrasonic Standing Wave

  • Shin, Beom-Soo;Danao, Mary-Grace C.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제37권2호
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    • pp.113-121
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    • 2012
  • Purpose: Particle separation in solution is one of important process in a unit operation as well as in an extract preparation for biosensors. Contrary to centrifuge-type of mesh-type filter, using an ultrasonic standing wave make the filtering process continuous and free from maintenance. It is needed to investigate the characteristics of particle movement in the ultrasonic standing wave field. Methods: Through the computer simulation the effects of major design and driving parameters on the alignment characteristics of particles were investigated, and a cylindrical chamber with up-stream flow type was devised using two circular-shape PZTs on both sides of the chamber, one for transmitting ultrasonic wave and the other for just reflecting it. Then, the system performance was experimentally investigated as well. Results: The speed of a particle to reach pressure-node plane increased as the acoustic pressure and size of particle increased. The maximum allowable up-stream flow rate could be calculated as well. As expected, exact numbers of pressure-node planes were well formed at specific locations according to the wavelength of ultrasonic wave. As the driving frequency of PZT got close to its resonance frequency, the bands of particles were observed clearer, which meant the particles were trapped into narrower space. Higher excitation voltages to the PZT produced a greater acoustic force with which to trap particles in the pressure-node planes, so that the particles gathered could move upwards without disturbing their alignments even at a higher inlet flow rate. Conclusions: This research showed the feasibility of particle separation in solution in the continuous way by an ultrasonic standing wave. Further study is needed to develop a device to collect or harvest those separated particles.

Stability Evaluation of One-Dimensional Flow in Solid Rocket Motors Based on Computational Fluid Dynamics

  • Kato, Takashi;Hanzawa, Masahisa;Morita, Takakazu;Shimada, Tbru
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.565-572
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    • 2004
  • Numerical stability analysis of one-dimensional axial flow in solid rocket motors is performed based on the Euler equation coupled with an unsteady combustion equation of solid propellant. In order to check the numerical scheme, behavior of a standing wave in a closed tube is examined. A standing wave in solid rocket motor decays or grows depending on the total effect of propellant combustion, nozzle flow, and so on. The stability boundary of the fundamental mode standing wave is determined by changing one of the combustion parameters. In addition growth rates of the wave are calculated numerically in relatively low Mach number flow region for the motors with different port and nozzle throat diameters. The results obtained here agree well with the approximate solution. The same scheme is applied to a motor with shorter length and L*-instability is observed.

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임의반사율의 부분중복파동장에서 유한두께를 갖는 해저지반 내 지반응답의 해석법 (Analytical Method of Partial Standing Wave-Induced Seabed Response in Finite Soil Thickness under Arbitrary Reflection)

  • 이광호;김도삼;김규한;김동욱;신범식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.300-313
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    • 2014
  • 파-지반의 상호작용 해석에 지금까지는 대부분 무한두께를 갖는 해저지반 상의 진행파와 무한두께 혹은 유한두께의 해저지반 상에서 완전중복파에 대해서만 해석해가 제안되어 있다. 본 연구에서는 임의반사율의 부분중복파동장에 선형파 이론과 유한두께를 갖는 해저지반에 Biot(1941) 3차원 압밀이론 및 지반탄성론에 기초한 유효응력 개념을 각각 적용하여 지반 내 동적응답에 관한 해석해를 새롭게 유도하며, 이에 수심과 반사율만을 변화시킴으로서 기존의 해석해가 간단히 얻어지기 때문에 그의 적용성이 보다 넓다. 본 해석해의 타당성은 무한지반 상의 진행파동장 및 완전중복파동장에 대한 Yamamoto et al.(1978) 및 Tsai & Lee(1994)의 해석해와 비교 검토로부터 검증된다. 또한, 본문에서는 유한깊이를 갖는 해저지반 상의 진행파동장, 완전중복파동장 및 임의반사율의 부분중복파동장에 대해 수심과 주기의 변화에 따른 본 해석해의 변화특성을 면밀히 검토한다. 이로부터 유한깊이의 지반은 무한두께의 경우와는 매우 상이한 지반응답(간극수압, 전단응력, 수평 및 연직 유효응력)을 나타내고, 반사율의 함수인 부분중복파동장에서 지반응답은 완전중복파동장에서의 값보다 일반적으로 작은 값을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다.

흐름과 임의반사율을 갖는 부분중복파와의 공존장하에서 해저지반내 동적응답의 해석해 (An Analytical Solution of Dynamic Responses for Seabed under Coexisting Fields of Flow and Partial Standing Wave with Arbitrary Reflection Ratio)

  • 이광호;김동욱;강기천;김도삼;김태형;나승민
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.27-44
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    • 2015
  • 일정수심상에서 임의반사율을 갖는 부분중복파와 흐름이 공존하는 경우 얕은 두께를 포함한 유한두께 및 무한두께의 해저지반내에서 동적응답을 나타내는 해석해를 유도한다. 해석해에서 반사율이 0인 경우는 진행파와 흐름과의 공존장으로, 반사율이 1인 경우는 완전중복파와 흐름과의 공존장으로 간단히 변환된다. Biot의 압밀이론에 기초하여 해저지반은 투과탄성매체로, 간극유체는 압축성으로, 그리고 지반내 간극수의 흐름은 Darcy법칙으로 각각 가정된다. 도출된 해석해는 기존의 해석결과와의 비교 검토로부터 검증되며, 실제 계산에서는 반사율, 흐름속도, 입사파의 주기 및 지반두께 등의 변화에 따른 지반변위, 간극수압, 유효응력 및 전단응력의 변동특성을 면밀히 검토한다. 이로부터 흐름이 존재하는 경우 흐름으로 인한 입사파와 반사파의 주기 및 파장의 변화로 인하여 흐름이 없는 경우의 지반내 동적응답과는 큰 차이를 나타내며, 또한 반사율의 크기에 따라 동적응답에서 큰 차이가 나타난다는 것을 확인할 수 있다.

원판의 비선형 비대칭진동을 위한 수치해 (Numerical solution for nonlinear asymmetric vibrations of a circular plate)

  • 이원경;세르게이 사모일렌코
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.73-80
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    • 2006
  • In order to examine the validity of an asymptotic solution for nonlinear interaction in asymmetric vibration modes of a perfect circular plate, we obtain the numerical solution. The motion of the plate is governed by nonlinear partial differential equation. The initial and boundary value problem is solved by using the finite difference method. The numerical solution is compared with the asymptotic solution. It is found that traveling waves relating clockwise and counterclockwise as well as standing wave are depicted by the numerical solution.

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비선형 정상파의 Fourier급수 해석 (Fourier Approximation of Nonlinear Standing Waves)

  • 전인식;안희도
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.219-224
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    • 1992
  • 이차원 비선형 정상파의 파낭포텐셜과 수면 파형곡선을 임의 계수를 갖는 Fourier 급수로 대치하고 그 계수를 지배방정식 및 경계조건으로부터 비롯되는 비선형 연립방정식의 Newton 해법에 의하여 결정하는 방법을 제시하였다. 해석결과의 유효성을 검증하기 위하여 본 교치분석을 재내의 4차 미소치 섭동기법과 비교하였으며, 또한 파형과 파염을 관측하기 위한 수리실험을 실시하여 그 결과를 수치해석결과와 비교ㆍ검토하였다. 검토 결과, 본 해석 기법은 수심조건에 관계없이 비교적 큰 파형 경사에서도 정확한 해를 주는 것으로 나타났으며 또한 비선형성이 강한 정상파에서 파염곡선의 파봉부분에 일반적으로 나타나는 이중 돌출부를 잘 예측함으로써 그 타당성을 입증하였다.

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흐름과 완전중복파와의 공존장하에서 해저지반내 동적응답의 해석해 (An Analytical Solution of Dynamic Responses for Seabed under Flow and Standing Wave Coexisting Fields)

  • 이광호;김동욱;김도삼;김태형;김규한;전종혁
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.118-134
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    • 2015
  • 일정수심상에서 완전중복파와 흐름이 공존하는 경우 얕은 두께를 포함하는 유한두께 및 무한두께의 해저 지반내에서 동적응답을 나타내는 해석해를 유도한다. 이 때, Biot의 압밀이론에 기초하여 해저지반은 투과탄성매체로, 간극유체는 압축성으로, 그리고 지반내 간극수의 흐름은 Darcy법칙으로 각각 가정된다. 도출된 해석해는 기존의 해석결과와의 비교 검토로부터 검증되며, 실제 계산에서는 흐름속도, 입사파의 주기 및 지반두께 등의 변화에 따른 지반변위, 간극수압, 유효응력 및 전단응력의 변동특성을 면밀히 검토한다. 이로부터 흐름이 존재하는 경우 흐름으로 인한 입사파와 반사파의 주기 및 파장의 변화로 인하여 흐름이 없는 경우의 지반응답과는 많은 차이를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.

1-D Photonic Crystals Based on Bragg Structure for Sensing and Drug Delivery Applications

  • Koh, Youngdae
    • 통합자연과학논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.11-14
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    • 2011
  • Free-standing multilayer distributed Bragg reflectors (DBR) porous silicon dielectric mirrors, prepared by electrochemical etching of crystalline silicon using square wave currents are treated with polymethylmethacrylate (PMMA) to produce flexible, stable composite materials in which the porous silicon matrix is covered with caffeine-impregnated PMMA. Optically encoded free-standing DBR PSi dielectric mirrors retain the optical reflectivity. Optical characteristics of free-standing DBR PSi dielectric mirrors are stable and robust for 24 hrs in a pH 12 aqueous buffer solution. The appearance of caffeine and change of DBR peak were simultaneously measured by UV-vis spectrometer and Ocean optics 2000 spectrometer, respectively.