• 한국해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.33-55
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• 1993

선수충격파의 문제를 푸는데 있어서 Boundary Integral Method(BIM)의 여러가지 수치 해석방법이 검토되었으며, 특히 여러가지 Time stepping scheme, Green function, far-field 조건등에 따른 수치해석안정성과 정확성의 상관관계가 연구되었다. von Neumann 안정성해석과 matrix 안정성해석 등을 이용한 선형 안정성해석을 기초로하여, 수치해석방법의 안정성 여부를 체계적으로 조사할 수 있는 parameter(Free Surface Stability number)를 설정하고, 이 parameter의 변화에 따른 비선형 운동해석을 연구하였다. 그 결과 비선형성이 심하지 않은 기진파의 경우에서는 비선형 운동해석의 수치해석 안정성의 선형 수치해석 안정성과 큰 차이가 없음을 알 수 있게 된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2003년도 추계 학술대회논문집
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• pp.49-55
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• 2003

A comprehensive study has been made for the investigation of the convergence characteristics of the LU scheme for the Euler equations using von Neumann stability analysis. The stability results indicate that the convergence rate is governed by a specific parameter combination. Based on this insight it is shown that the LU scheme will not suffer convergence deterioration at any grid aspect ration if the local time step is defined using appropriate parameter combination. The numerical results demonstrate that this time step definition gives uniform convergence for grid aspect ratios from one to $1\times10^4$.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.1-11
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• 2004

본 연구에서는 비정렬 격자계에서 가장 많이 쓰이는 근사 해법 중의 하나인 LU 기법의 오일러 방정식에 대한 수렴성 및 안정성에 관한 연구를 수행하였다. 적절한 스칼라 모델 방정식을 사용하여 LU기법이 갖는 고유한 특성에 관해서 해석적으로 논의하였으며, 이를 system of equations 형태인 오일러 방정식으로 확장 해석하였다. 해석 결과 LU 기법의 수렴성 및 안정성은 격자 종횡비와 연관된 특별한 독립변수의 조합으로 표현되며, 이러한 독립 변수의 조합을 사용하여 어떠한 종횡비의 격자에 대해시도 수렴성 및 안정성의 저하 현상이 발생되지 않음을 보였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.3-12
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• 2000

다영역 모델은 Preferential 흐름에 대한 해석을 위하여 토양을 여러개의 공극군으로 나누고 각 토양의 수리학적 특성을 이용하여 토양내의 흐름을 표현한 방정식이다. 이 모델을 유한차분법을 이용하여 수치적으로 풀이할 때 해의 정확도와 일관성을 분석하기위해 수정등가편미분방정식(MEPDE)을 구하고, 안정성을 분석하기위해 Von Neumann법을 이용한다. 수정등가편미분방정식을 이용하여 얻은 유한차분계에 대한 평가는 모델방정식에 대하여 일관성이 있는 것으로 나타났고 모델방정식에 대한 유한차분법은 2차의 정확도를 얻었다. 모델방정식의 안정성 해석은 Von Neumann방법을 이용하여 진폭도와 위상지연을 구하고 이를 분석하였다. 유한차분계의 진폭비는 Peclet수의 변화에 관계없이 비분산적이었으며 Peclet수가 1.0일때 가장 큰 값을 나타냈고, 위상지연은 참값에 대한 빈도요소보다 더 느리게 파동함을 나타냈다. 모델방정식의 안정성 해석 결과, 모델의 영역분해는 보다 정확한 결과를 얻기 위해서 Peclet수는 1.0보다 작고 Courant수는 3.0보다 작은 범위 안에서 분해하는 것이 좋은 것으로 분석된다.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제7권1호
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• pp.215-222
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• 2000

A multigrid algorithm is developed for solving the one- dimensional initial boundary value problem. The numerical solutions of linear and nonlinear Burgers; equation for various initial conditions are studied. The stability conditions are derived by Von -Neumann analysis . Numerical results are presented.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.183-195
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• 2007

이차원 범프 유동에 대한 다양한 예조건화 행렬의 수렴 특성을 살펴 Choi 와 Merkle 의 예조건화 행렬을 선택하여, 압축성 및 예조건화 Roe의 Riemann 해법의 수치 소산항을 수학적으로 비교하였다. 이 결과 코드의 구조는 동일하게 유지한 채, 고유치의 작은 수정만으로 압축성 해법을 예조건화 해법으로 이전할 수 있는 방법을 알 수 있었다. 아울러 점성 유동 영역에서의 안정성 및 정확성을 향상시키기 위하여 von Neumann 안정 조건 및 점성 자코비안을 고려하였으며, 개발된 코드는 표준 검증 문제에 적용하여 검증을 수행하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.320-327
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• 1996

This paper presents that the lossy or amplification property of the Finite Difference-Time Domain(FD-TD) method based on the leap-frog scheme is theoretically verified by using a plane wave analysis. The basic algorithm of the FD-TD method is introduced in order to help understanding the analysis procedure. Since our analysis is formulated by the Von Neumann's approach, the stability inequality is also produced as an another outcome.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.45-54
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• 2003

A hyperbolic two-phase, two-fluid equation system developed in the previous work has been implemented in an existing nuclear safety analysis code, MARS. Although the implicit treatment of interfacial pressure force term introduced in momentum equation of the hyperbolic equation system is required to enhance the numerical stability, it is very difficult to implement in the code because it is not possible to maintain the existing numerical solution structure. As an alternative, two-step approach with stabilizer momentum equations has been selected. The results of a linear stability analysis by Von-Neumann method show the equivalent stability improvement with fully-implicit solution method. To illustrate the applicability, the new solution scheme has been implemented into the best-estimate thermal-hydraulic analysis code, MARS. This paper also includes the comparisons of the simulation results for the perturbation propagation and water faucet problems using both two-step method and the original solution scheme.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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• pp.95-102
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• 2002

Studies of the numerical characteristics of implicit upwind schemes, such as upwind ADI, Line Gauss-Seidel(LGS) and Point Gauss-Seidel(LU) algorithms, for preconditioned Navier-Stokes equations ate performed. All the algorithms are expressed in approximate factorization form and Von Neumann stability analysis and convergence studies are made. Preconditioning is applied for efficient convergence at low Mach numbers and low Reynolds numbers. For high aspect ratio computations, the ADI and LGS algorithms show efficient and uniform convergence up to moderate aspect ratio if we adopt viscous preconditioning based on min- CFL/max- VNN time-step definition. The LU algorithm, on the other hand, shows serious deterioration in convergence rate as the grid aspect ratio increases. Computations for practical applications also verify these results.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권8호
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• pp.1122-1133
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• 2003

Numerical characteristics of implicit upwind schemes, such as upwind ADI, line Gauss-Seidel (LGS) and point Gauss-Seidel (LU) algorithms, for Navier-Stokes equations have been investigated. Time-derivative preconditioning method was applied for efficient convergence at low Mach/Reynolds number regime as well as at large grid aspect ratios. All the algorithms were expressed in approximate factorization form and von Neumann stability analysis was performed to identify stability characteristics of the above algorithms in the presence of high grid aspect ratios. Stability analysis showed that for high aspect ratio computations, the ADI and LGS algorithms showed efficient damping effect up to moderate aspect ratio if we adopt viscous preconditioning based on min-CFL/max-VNN time-step definition. The LU algorithm, on the other hand, showed serious deterioration in stability characteristics as the grid aspect ratio increases. Computations for several practical applications also verified these results.