A vorticity-based method for the numerical solution of the two-dimensional incompressible Navier-Stokes equations is presented. The governing equations for vorticity, velocity and pressure variables are expressed in an integro-differential form. The global coupling between the vorticity and the pressure boundary conditions is fully considered in an iterative procedure when numerical schemes are employed. The finite volume method of the second order TVD scheme is implemented to integrate the vorticity transport equation with the dynamic vorticity boundary condition. The velocity field is obtained by using the Biot-Savart integral. The Green's scalar identity is used to solve the total pressure in an integral approach similar to the surface panel methods which have been well established for potential flow analysis. The present formulation is validated by comparison with data from the literature for the two-dimensional cavity flow driven by shear in a square cavity. We take two types of the cavity now: (ⅰ) driven by non-uniform shear on top lid and body forces for which the exact solution exists, and (ⅱ) driven only by uniform shear (of the classical type).
응력파의 영향을 받는 균열의 동적응력확대계수를 구하기 위해 동적에너지방출율에 관한 명시적인 표현식을 유도하고, 이를 이용하여 유한요소법에 적합한 수치계산방법을 제시한다. 새로운 운동학적 기술방법과 균열의 가상증분을 이용하여 균열선단의 유한한 영역에서 정의되는 체적적분식을 연속체 역학적인 정식화를 통하여 구하고, 이의 수치적분 유한영역의 모델링에 사용된 등매개변수특이요소 내에서 특이성을 만족하는 적합조건하에서 수행된다. 본 방법은 경로적분식을 이용하는 기존 방법들에 비해 보다 정확하고 안정된 결과를 제공하고 동시에 응력파의 영향을 적시에 조사할 수 있으며, 본 방법에 의해 개발된 유한요소모듈은 기존의 동적응력 해석프로그램에 용이하게 연결 설치할 수 있음을 보인다.
KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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제11B권3호
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pp.81-85
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2001
Processes for optimizing the coil shape of deflection yoke are proposed A very accurate and practical winding modeler is developed and volume integral equation method (VIEM) is used for field calculation. Two steps of optimizations are done by using (1+1) evolution strategy. Those are dimensional optimization and pin-position optimization Various techniques are applied for reducing computational time for the optimization.
서로 상호작용을 하는 다수의 이방성 함유체 및 균열(crack)을 포함하는 등방성 무한고체가 정적 무한하중을 받을 때 균열선단에서의 응력확대계수의 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 수치해석 방법으로 체적 적분방정식법을 적용한다. 본 해석방법의 타당성과 우수성을 입증하기 위하여, 비교적 간단한 형태의 이방성을 나타나는 직교이방성 함유체와 균열이 포함된 무한고체가 무한하중을 받을 때 균열선단에서의 응력확대계수 계산을 수행하고, 상업용 유한요소법 코드인 ANSYS를 이용한 해석결과와 비교 검토하였다.
A Volume Integral Equation Method (VIEM) is applied for the effective analysis of elastic wave scattering problems and plane elastostatic problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions. It should be noted that this newly developed numerical method does not require the Green's function for anisotropic inclusions to solve this class of problems since only Green's function for the unbounded isotropic matrix is involved in their formulation for the analysis. This new method can also be applied to general two-dimensional elastodynamic and elastostatic problems with arbitrary shapes and number of anisotropic inclusions and voids. Through the analysis of plane elastodynamic and elastostatic problems in unbounded isotropic matrix with orthotropic inclusions and voids, it will be established that this new method is very accurate and effective for solving plane elastic problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions and voids.
다수의 이방성 함유체를 포함하는 등방성 무한고체에서 이들 이방성 함유체에 의한 탄성파의 산란문제 해석을 효과적으로 수행할 수 있는 새로은 수치해석 방법으로 체적 적분방정식법을 제시하였다. 체적 적분방정식법에서는 등방성 무한고체에서의 Green 함수만 구할 수 있으면 이방성 함유체에서의 Green 함수를 구하지 않고서도 탄성파 산란문제 해석이 가능해지는 장점이 있다. 이 방법은 임의의 형상을 갖는 다수의 이방성 함유체가 포함된 일반적인 탄성동역학 문제 해석에도 적용이 가능하다. 한 개의 직교이방성 함유체가 등방성 무한기지에 포함된 무한고체에서 직교이방성 함유체에 의한 종과(P파) 및 횡파(SV파) 산란문제 해석을 통하여, 체적 적분방정식법이 일반적인 이방성 함유체가 포함된 무한고체에서의 탄성파 산란문제 해석에 있어 정확하고 효과적인 수치해석 방법임을 입증하였다.
In industrial control systems, flow measurement is a very important issue. It is frequently needed to calculate how much total fluid or gas flows through a cross-section. Flow volume measurement tools use simple sampling or rectangle methods. Actually, flow volume measurement process is an integration process. For this reason, measurement systems using instantaneous sampling technique cause considerably high errors. In order to make more accurate flow measurement, numerical integration methods should be used. Literally, for numerical integration method, Rectangular, Trapezoidal, Simpson, Romberg and Gaussian Quadrature methods are suggested. Among these methods, trapezoidal rule method is quite easy to calculate and is notably more accurate and contains no restrictive conditions. Therefore, it is especially convenient for the portable flow volume measurement systems. In this study, the volume measurement of air which is flowing through a cross-section is achieved by using PLC ladder diagram. The measurements are done using two different approaches. Trapezoidal rule method is proposed to measure the flow sensor signal to minimize measurement errors due to the classical sampling method as a different approach. It is concluded that the trapezoidal rule method is more effective than the classical sampling.
체적 적분방정식법이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 다수의 임의로 경사진 등방성 타원형 장섬유를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 수행하였다. 장섬유들과 기지 사이의 경계면은 완전결합이라고 가정하여, 평면 변형률 해석을 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 임의로 경사진 등방성 타원형 장섬유의 중심이 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 타원형 장섬유의 체적비와 다양한 경사각에 대하여, 중앙에 위치한 등방성 타원형 장섬유와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 해석하고, 유한요소법을 이용한 해와 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.
The monopole theory has long been used to model air-pumped effect from the elastic cavities in car tire. This approach models the change of an air as a piston moving backward and forward on a spring and equates local air movements exactly with the volume changes of the system. Thus, the monopole theory has a restricted domain of applicability due to the usual assumption of a small amplitude acoustic wave equation and acoustic monopole theory. This paper describes an approach to predict the air-pumping noise of a car ave with CFD/Kirchhoff integral method. The type groove is simply modeled as piston-cavity-sliding door geometry and with the aid of CFD technique flow properties in the groove of rolling car tyre are acquired. And these unsteady flow data are used as a air-pumping source in the next Cm calculation of full tyre-road geometry. Acoustic far field is predicted from Kirchhoff integral method by using unsteady flow data in space and time, which is provided by the CFD calculation of full tyre-road domain. This approach can cover the non-linearity of acoustic monopole theory with the aid of using Non-linear governing equation in CFD calculation. The method proposed in this paper is applied to the prediction of air-pumping noise of modeled car tyre and the predicted results are qualitatively compared with the experimental data.
Since our physical world cannot be modeled as rigid body, deformable object models are important. For real-time simulation of elastic object, it must be guaranteed by its exact solution and low-latency computational cost. In this paper, we describe the boundary integral equation formulation of linear elastic body and related boundary element method(BEM). The deformation of elastic body can be effectively solved with 1ow run-time computational costs, using precomputed Green Function and fast low-rank updates based on Capacitance Matrix Algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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