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채상현,강형민,오세종,이관중 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.4
Multi-Resolution Analysis(MRA)의 내재적 시간적분시 계산효율 향상을 위한 새로운 방법을 제시하였다. MRA는 공간차분시 필요한 플럭스 연산을 감소를 통해서 계산효율을 향상시키기 때문에 계산자원을 크게 요구하는 내재적 시간적분 기법에서는 효율성향상에 있어서 한계를 보인다. 본 연구에서는 내재적 시간적분시 MRA의 효율향상을 위해 추가적인 dataset을 구축하고 축소된 implicit operator matrix를 적용하였다. Implicit operator matrix를 dataset의 크기만큼 축소시킴으로써 내재적 연산시 계산시간을 크게 단축시킬 수 있다. 축소된 matrix에 의한 에러를 제한시키기 위해 잔차값을 기준으로 wavelet변환을 수행하여 추가적인 dataset을 구축하였고, thresholding criterion도 수정하였다. 수정된 MRA의 정확도와 효율성을 Airfoil-vortex interaction 문제에 적용하여 검증하였다. A novel method has been suggested to improve the computational efficiency of a multi-resolution analysis (MRA) on implicit temporal integrations. The performance of the MRA has a limitation in implicit time integration because the efficiency improvement of the MRA method arises from the reduction of expensive flux evaluation for the spatial discretization. This paper presents that the efficiency of the MRA for the implicit temporal integration is improved by the construction of the additional dataset and the reduced implicit operator matrix. Reducing the implicit operation matrix to fit the size of the dataset decreases the elapsed time of the implicit temporal integration. In order to limit the numerical error of the implicit operation with the reduced matrix, the additional dataset is reconstructed by the wavelet decomposition with the residuals and the modified thresholding criterion for implicit operation. The accuracy and efficiency of this modified MRA are verified through an airfoil vortex interaction problem.
채상현,이준배,이관중,오세종 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11
무장 헬리콥터에 대한 개념설계를 수행할 경우, 외부에 장착할 무장에 의한 성능변화를 고려하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 이를 고려하기 위해 기존의 헬기 개념설계도구에 외부장착물에 의한 EFPA 증가를 고려할 수 있도록 수정하였다. 기존의 경험식을 활용하여 외부장착물간의 공력간섭효과를 고려하였고, 미사일 등과 같은 부품별 EFPA는 형상을 간략화하여 오픈소스 CFD도구를 이용해서 계산하였다. 임의의 헬리콥터에서 무장을 장착하지 않았을 때와 무장을 장착했을 때의 성능을 비교하여, 무장장착에 의한 성능의 영향성을 분석하였다. It is mandatory on the armed helicopter to analyze the performance change by external armaments. In this research, the helicopter conceptual design tool is improved to consider EFPA increasement by the armed configuration. Empirical equations are implemented for the aerodynamic interference effects, and EFPA of a simplified missile, rocket launcher, turret gun are obtained from the results of an open source CFD tool. The, the performance changes are analyzed by comparison between a clean configuration and a armed configuration on a helicopter.
동축반전로터 정상비행상태 전산유체해석을 위한 깃요소기반 트림해석기법
채상현,김덕관 한국전산유체공학회 2020 한국전산유체공학회지 Vol.25 No.2
In this manuscript, an efficient trim analysis technique is presented for CFD analysis in level flight of coaxial rotors. Trim analysis of coaxial rotors requires a lot of computational resources to obtain gradients of control variables. Blade Element Theory as an efficient alternative method is applied to the computation of control variable gradients. The inflow ratios of upper and lower rotors are obtained from CFD results. These values include aerodynamic interference between upper and lower rotors. Using the inflow ratio from CFD results, Blade Element Theory can take the accurate direction to the trim state. The presented method is validated through the experiments of Dingeldein, and it is confirmed that the trim analysis results are consistent with experimental results and other analysis results.
채상현,강형민,오세종,이관중 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11
Multi-Resolution Analysis(MRA)의 내재적 시간적분시 해석정확도를 유지하면서 계산효율 향상을 위한 새로운 방법을 제시하였다. MRA는 공간차분시 필요한 플럭스 연산의 감소를 통해서 계산효율을 향상시키기 때문에 계산자원을 크게 요구하는 내재적 시간적분 기법에서는 효율성향상에 있어서 한계를 보인다. 선행연구에서 내재적 시간적분시 MRA의 효율향상을 위해 추가적인 dataset을 구축하고 축소된 implicit operator matrix를 적용하여 약 2배의 계산속도 향상을 획득하였다. 그러나 높은 CFL수를 적용한 문제에서 보간에러가 증가하여 해석정확도가 감소하는 단점이 나타났다. 본 연구에서는 이를 보완하기 위해 기존의 잔차 보간을 대신하여 슈어 여수를 활용하여 dataset에서 빠진 부분의 값을 획득하였다. MRA+Schur기법의 정확도와 효율성을 Stationary Vortex 문제에 적용하여 검증하였다. A novel method has been suggested to improve the computational efficiency of a multi-resolution analysis (MRA) on implicit temporal integrations, while retaining the numerical accuracy. The performance of the MRA has a limitation in implicit time integration because the efficiency improvement of the MRA method arises from the reduction of expensive flux evaluation for the spatial discretization. Our previous research presented that 2 times increase of the computational speed by the construction of the additional dataset and the reduced implicit operator matrix. However, the numerical error increased at high CFL numbers. To resolve this demerit, Schur complement is replaced with the resiudal interpolation in this research. The accuracy and efficiency of this MRA+Schur are verified through an stationary vortex problem.
효율적인 내재적 시간적분을 위한 Adaptive Wavelet기법
채상현,강형민,오세종,이관중 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.4
본 연구에서는 기존 Adaptive wavelet기법을 내재적 시간적분법에 적용시 효율성이 낮아지는 단점을 분석하고, 이를 개선하기 위한 방법을 제시한다. 시간적분시에도 Adaptive dataset에 포함된 격자계에서 연산을 수행하기 위해 Implicit operator matrix를 Dataset에 맞게 축소하고 Reordering하여 재구성 하였다. 2차원 이동 Sine파 문제를 통해 기법의 정확도와 효율성을 검증하였다. Reordering기법이 공간 정확도를 유지하는데 중요함을 확인하였고, 계산속도 역시 기존의 Adaptive wavelet기법에 비해 약 30% 향상되는 것을 확인하였다. The adaptive wavelet method has low efficiency on the implicit temporal integration. In the paper, the reason of this limitation is revealed, and suggest a modified adaptive wavelet method for efficient implicit temporal integration. To improve efficiency on LU-SGS, an implicit operator matrix is reduced on the adaptive dataset, and the matrix is reordered. The accuracy and efficiency of modified adaptive wavelet method is proved by moving sine wave problem on 2D. The results shows that the reordering technique is necessary to retain the spatial accuracy. Elapsed time of the modified wavelet method is reduced 30% of the conventional wavelet method.