최근 도시기후를 고려한 도시계획이 많은 나라에서 실용화되고 있다. 도시기후의 고려는 주로 도시의 바람 길 조성이라는 개념으로 구체화되고 있다. 도시의 바람 길 조성은 주로 하계에 도시지역의 열적 쾌적성을 개선하는 것을 목표로 한다. 아울러, 과학적 조사에 근거하여 도시의 단지계획을 합리적으로 함으로써 청정한 냉기류의 도심유입을 원활히 하여 도심의 대기오염을 저감하고자 하는 것도 목적으로 한다. 이 연구에서는, 수치실험을 통하여 전형적인 난후기일을 대상으로 대구지역의 국지순환풍이 지나는 바람의 길을 조사하였다. 그리고 이 바람에 의한 대기오염의 수송도 조사하였다. 수치실험에 사용한 모형은 RAMS(지역규모 대기모델)이다. 수치실험의 관심지역은 대구광역시 일대(약900km2)이다. 수평규모는 약 30km이다. 수치실험은 일반풍이 약하고 쾌청한 일기조건을 갖는 늦봄의 기상조건 하에서 수행되었다. 수치실험의 결과 다음과 같은 3가지 결과를 얻었다: (1) 대구의 대표적 산지인 팔공산과 앞산에서 야간에 산정에서 복사냉각으로 생성된 국지풍이 지나는 길을 발견할 수 있었다. 그 바람은 대구의 동쪽 지역에서 중력류의 형태로 계곡을 따라서 흘러내렸다. (2) 평지에서는, 그 바람이 대구의 중심지를 지나 서쪽으로 흘러갔다. (3) 그 결과로, 대기오염물질은 야간에 국지풍에 의해 서쪽지역으로 수송되어졌다.

본 논문에서는 응력파 전파를 수치모의할 때 발생하는 수치적인 분산효과를 제거하기 위해 파동방정식에 기초한 일차원 유한요소모형을 이용하여 수치분산오차의 특성을 분석하고 분산오차를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 질량행렬을 그대로 사용하는 경우와 집중질량행렬을 사용하는 경우에 대한 수치분산오차를 분석하였다. 개발된 분산제어기법은 공간미분항의 시간단계 가중치 및 질량집중도를 조정하는 음해법과 인위적인 분산항을 추가하는 양해법의 두가지 방법이다. 제안된 분산보정기법을 이용하여 계산한 수치해와 파동방정식의 해석해를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 분산보정기법의 타당성을 확인하였다.

지표 및 연직기상자료를 이용하여 포항지역 주변의 겨울철 탁월풍 현상을 살펴보고 이 현상을 분석하기 위해 RAMS를 이용한 수치모의를 수행하였다. 조사결과, 상층대기에서는 서풍을 보였으나 지표부근에서는 남서풍이 탁월하였다. RAMS를 이용하여 겨울철 풍계를 살펴본 결과, 이러한 겨울철 탁월풍 현상은 해안선의 형태와 낮은 구릉지, 그리고 바다와 육지의 분포 등의 지형적 특징에 의해 크게 영향을 받는 것으로 분석되었다. 이상의 모형결과의 정확성을 살펴보기 위해 일 중 지속적인 남서풍이 관측되었던 날들의 풍속, 기온, 풍향을 대상으로 관측값과 모형결과값을 비교하였다. 일반적으로 기상관측망은 공간적으로 조밀하지 못하기 때문에 국지순환계의 특징을 자세히 살펴보기가 쉽지 않다. 하지만 이러한 공간적 고분해능을 만족하는 수치모형을 이용한다면 더욱 정확한 결과를 제공받을 수 있을 것이다.

최근 들어 심해역에 대한 개발과 합섬섬유 재질 케이블의 발달로 인하여 저장력 케이블의 사용이 증가되었다. 저장력 케이블은 장력에 의한 복원력이 작기 때문에 대변위가 발생하게 되며, 따라서 기하학적 비선형이 강하게 나타나게 된다. 또한 해양환경에서는 유체 비선형도 작용하게 된다. 본 연구에서는 수치해석적 방법을 통하여 불균일하게 구성된 예인되는 저장력 케이블의 3차원 동적거동 해석을 수행한다. 수치해석에서는 유체 및 기하학적 비선형과 굽힘강성이 고려되며, 유한차분법(음해법)을 적용하여 풀이된다. 비선형 해를 구하기 위해서 뉴톤-랍슨 방법을 사용한다. 대형 행렬을 풀이하기 위하여 불록삼중대각행렬 풀이법이 적용되는데, 이 방법은 일반적인 행렬 풀이법인 가우스-조르단 방법에 비하여 계산시간을 상당히 줄일 수 있었다. 선배열 음탐 케이블에 대한 다양한 예제해석을 수행하였으며, 해석결과는 미국 우즈홀 해양연구소에서 개발된 프로그램 결과와 잘 일치하였다.

In this paper we presented numerical method for the simulation of powder injection molding filling process, which is one of the key processes in powder injection molding. Rheological properties of powder binder mixture such as slip phenomena and yield stress were introduced into the numerical analysis model of powder injection molding filling simulation. Numerical model can be classified into two types. One is 2.5D model which can be introduced to a arbitrary thin geometry and the other is full 3D model which can be applied to a general 3D shape. For 2.5D model we showed the validity of our CAE system with several verification examples. Finally we suggested flow analysis model for 3D powder injection molding filling simulation.

One-dimensional hydrodynamic modeling of a protostellar flare loop is presented. The model consists of thermally isolated loop connecting the central core and the accretion disk. We found that the conductive heat flux of a flare heated the accretion disk up to coronal temperature and consequently the disk is evaporated and disappeard. This effect may explain the ovserved feature of the repeated flare from the young stellar object YLW 15.

Cosmic-ray acceleration, although physically important in many astrophysical contexts, is difficult to incorporate into numerical models,. because it involves microphysics that is generally far from thermodynamic equilibrium, and also because the length and time scales for that physics typically range over many orders of magnitude, reflecting the huge range of particle rigidities that must be represented. The most common accelerator models are stochastic in nature and involve nonequilibrium plasma properties that are also often poorly understood. Still, nature clearly finds a way to produce simple, robust and almost scale-free energy distributions for the cosmic-rays. Their importance has inspired a number of approaches to examining the production and transport of cosmic-ray particles in numerical simulations. I offer here a brief comparison of some of the methods that have been introduced.

본 연구는 2차원 순압모델을 사용하여 황해와 동중국해에서 조석잔차류와 춘 하 추 동 4계절의 해상풍에 의한 해수 순환과 이러한 순환에 의한 부유물의 이동 궤적을 추적하는데 목적을 두었다. 황해 해수 순환의 주요 외력은 조석과 바람이라고 생각되어, 조석은 M2 조석으로부터 조석잔차류를 계산하였고, 계절별 바람으로서 1월(겨울), 4월(봄), 7월(여름), 10월(가을)을 사용하였다. 조석잔차류는 한국 남 서해안과 제주도 부근과 중국 양자강 하구역 부근에서 크게 나타난다. 제주도 부근에서는 10 cm/s 이상의 최대 잔차류가 나타나며 시계방향의 순환을 보이지만 전반적으로 남해안을 따라 동향류의 경향이 있다. 또한, 중국의 연운항에서 상하이 사이의 영역에서는 한국의 남해로 향하는 순환 구조가 나타나고 있다. 바람에 의해 형성된 순환은 북풍의 성격을 띤 1월, 4월, 10월에는 해역에 시계 방향의 순환이, 남풍과 열대성 저기압의 영향을 받는 7월에는 반시계 방향의 순환이 우세했다. 이로 인하여, 한국연안에서는 7월을 제외하고는 남향류가 나타났다. 부유물은 조석 잔차류와 취송류에 의해 이동한다. 10일 동안의 이동에서는 수 십 cm/s에 달하는 취송류가 조석 잔차류보다 크게 작용했다. 그러나, 수 개월 이상의 이동에 있어서는 수 cm/s의 조석잔차류의 영향이 더 크게 나타났다.

During sintering of very porous green bodies, as obtained by compaction of hard powders - such as tungsten carbide or ceramics - or by injection moulding, important shrinkage occurs. Due to heterogeneous green density field, gravity effects, friction on the support, thermal gradients, etc., this shrinkage is often non-uniform, which' may induce significant shape changes. As the ratio of compact dimension to powder size is very high, the mechanics of continuum is relevant to model such phenomena. Thus numerical techniques, such as the finite element method can be used to simulate the sintering process and predict the final shape of the sintered part. Such type of simulation has much been developed in the last decade firstly for hot isostatic pressing and next for die compaction. Finite element modelling has been recently applied to free sintering. The simulation of sintering should be based on constitutive equations describing the thermo-mechanical behaviour of the material under any state of stress and any temperature which may arise within the sintering body. These equations can be drawn either from experimental data or from micromechanical models. The experiments usually consist in free sintering and sinter-forging tests. Indeed applying more complex loading conditions at high temperature under controlled atmosphere is delicate. Micromechanical models describe the constitutive behaviour of aggregates of spheres from the deformation of two-sphere contact either by viscous flow or grain boundary diffusion. Such models are not able to describe complex microstructure and mechanisms as observed in real materials but they can give some basic information on the formulation of constitutive equations. Practically both experimental and theoretical approaches can be coupled to identify the constitutive equations. Such procedure has been performed for modelling the sintering of compacts obtained by die pressing of a mixture of tungsten carbide and cobalt powders. The constitutive behaviour of this material during sintering has been described by a linear viscous constitutive model, whose functions have been fitted from results of free sintering and sinter-forging experiments. This model has next been introduced in ABAQUS finite element code to simulate the sintering of heterogeneous green compacts of various geometries at constant temperature. Examples of simulations are shown and compared with experiments.

Flow and heat transfer characteristics of gas, and trajectories and cooling characteristics of droplets/particles in a gas atomizer were investigated by a numerical simulation using FLUENT code. Among several kinds of solution method, the k- turbulent model, power-law scheme, SIMPLE algorithm is adopted in this study. Momentum and heat exchange between a continuous phase(gas) and a dispersed phase(particle) were taken into account. Particle trajectories are simulated using the Lagrangian method, and Rosin-Rammler formula is used for the particle size distribution. Streamlines, velocities and pressures of gas, and trajectories, velocities and cooling rates of particles have been investigated for the various gas inlet conditions. Small but very intensive recirculation is found just below the melt orifice, and this recirculation seems to cause the liquid metal to spread radially. Particle trajectory depends on the particle size, the location of particle formation and the turbulent motion of gas. Small particle cools down rapidly, while large diameter particles solidify slowly, and this is mainly due to the differences in thermal inertia.

본 연구에서는 TIMA를 전구체로 하는 수직형 MOCVD 반응기를 대상으로 수학적 모델을 세우고 컴퓨터에 의한 수치모사를 수행하여 반응기 설계 변수 및 공정조건이 AI의 증착속도와 증착두께 분포에 미치는 영향을 알아보았다. 수학적 모델은 수직형 반응기를 축대칭으로 보아 2차원으로 수립하였으며 반응기내의 운동량전달, 열전달, 물질전달을 포함한다. 이 수학적 모델의 지배 방정식들에 대하여 Galerkin 유한요소법을 적용하여 수치적으로 반응기 내의 유체 흐름 구조, 온도분포와 반응물의 농도 분포를 구하였다. 수치모사 결과 AI의 증착속도는 반응기 압력이 0.47torr, 기판온도가 250˚C, 유량이 7.5sccm일 경우, 190-230Å/min로 나타났다.

황해와 동지나해의 해수순환에 관한 수치모의 실험을 실시하였다. 해저지형을 포함한 1층 모형 바다위에 여덟방위의 바람을 차례로 불려 나타나는 해상순환을 비교하였다. 바람의 영향만을 보기 위하여 해류가 존재하지 않는 폐쇄된 바다 위에 바람을 불린 결과 황해의 순환은 풍향에 따라 크게 달라짐을 볼 수 있었다. 대체로 남서풍 성분이 탁월해지면 시계방향의 순환이 우세해지고 북동풍 성분의 풍향하에서는 반시계 방향의 순환이 우세해짐을 볼 수 있다. 그러나 동지나해의 대륙사면을 따라 쿠로시오 해류를 포함시키면 남쪽 동지나해 부근에서는 풍향에 관계없이 시계방향의 순환이 우세해지고 북쪽 황해내부에서는 풍향에 의한 영향이 감소함을 볼 수 있다.

본 연구에서는 4대강 살리기 사업 후 퇴적현상이 지배적으로 발생하는 남한강과 섬강 합류부 구간을 대상으로 2차원 수치모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 하천의 흐름 및 하상변동에 대한 해석을 수행하였다. 대상지점 합류부는 남한강 본류의 만곡부에 지류 섬강이 유입되는 특성을 갖는다. CCHE2D 모형은 비평형 유사이송을 해석하며 소류사와 부유사 조정거리가 중요한 입력변수로 대상지점에서는 소류사 조정거리가 하상변동에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 수치모의 결과 유량비(Qr) 변화가 남한강과 섬강 합류부 지점에서 흐름 및 하상변동에 영향을 미쳤으며, Qr≤ 2.5인 경우에는 합류전 본류의 유속이 증가하여 흐름박리구역을 감소시켰으며 이로 인해 합류부 내측의 퇴적이 감소하였다. Qr>2.5이면 합류부 구간에 퇴적이 증가하여 사주가 형성될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 수치모의를 통해 2013년에 발생한 유량비 변화에 의해 합류부에 고정사 주가 형성된 것을 알 수 있었다.

실시간 그래픽스 응용에서 연체의 움직임을 효율적으로 생성하기 위해 다양한 방법이 제안되었다. 연 체 구성 요소들의 위상을 유지하기 위해서는 서로를 묶는 힘이 존재할 수밖에 없으며, 이는 강직도 (stiffness)로서 수치적분의 시간간격의 크기를 제한하고 효율성을 떨어트린다. 이를 해결하기 위해 시간간 격을 늘릴 수 있는 암시적 적분이 제안되었지만, 대규모 행렬이 포함된 선형시스템을 풀어야 해서 계산복 잡도가 크게 높아진다. 이 문제를 개선한 근사 기법들은 댐핑 효과의 증가와 정확성의 손실을 초래할 수 밖에 없다. 본 논문에서는 선형시스템을 풀지 않고도 안정성은 크게 높이기 위해 조화진동에 근거하여 스 프링 힘을 적분하고, 이를 근사 암시적 기법과 결합하여 안정성을 극대화 하는 방법을 제안한다. 이 기법 은 GPU를 통한 병렬화가 용이하여 거대한 규모를 가진 연체 객체의 움직임을 실시간에 생성할 수 있다.

본 연구에서는 중층 밀도류를 모의할 수 있는 k-ε 난류모형의 지배방정식을 제시하고 수치모의를 수행하였다. 깊은 수체에 모형을 적용하여 중층 밀도류를 모의하고 게산된 유속과 초과밀도 분포를 분석하였다. 밀도류의 주 흐름방향을 따라 물 연행으로 인해 유속이 감소되는 것과 Richardson 수의 증가로 인해 유속 변화율이 감소되는 것을 관찰하였다. 유속과 초과밀도의 유사성을 확인하였으나, 난류운동에너지와 소산율의 유사성에서는 보이지 않았다. k-ε 모형의 모의 결과를 이용하여 중층 밀도류의 층적분 모형에서 사용될 수 있는 형상계수를 계산하였다. 또한, 층적분 모형을 이용하여 k-ε 모형에서 사용되는 부력관련 모형상수 (c₃ɛ)와 부피팽창계수 (β0)를 계산하였다.

본 연구에서는 저수지에 유입된 부유사 밀도류에 의해 유사가 포집되는 현상을 모의하기 위한 수치모형을 제시하였다. 개발된 모형을 Toniolo and Schultz (2005)의 실내 실험에 적용하여, 부유사 밀도류의 전파, 하도형태의 변화, 그리고 댐에 의한 유사의 포집현상을 모의하였다. 삼각주 의 전면층에서 침강된 밀도류가 빠르게 댐까지 전파된 후, 댐에 의해 차단되고 두께가 증가되어 상류로 영향을 전파하는 일련의 과정을 모의하였 다. 또한, 소류사와 부유사에 의해 저수지 삼각주에서 전면층이 전진하고, 부유사에 의해 기저층의 두께가 상승하는 현상을 잘 모의하였다. 댐 취수 구의 높이에 따른 밀도류의 최대 두께와 내부 도수 발생 위치를 확인하였다. 유사 포집 효율은 수치모형으로 실측 결과의 값을 적절히 모의하였으 나, 실험의 한계로 인해 댐 취수구의 높이와 포집 효율과의 관계는 찾아볼 수 없었다. 수치모의 결과를 이용하여 유사 포집 효율의 민감도 분석을 수 행한 결과 부유사의 입자 크기가 포집 효율에 가장 민감하게 작용하는 것을 확인할 수 있었다.