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        • Neumann 조건을 가진 Poisson 방정식의 직접 해법의 병렬처리화

          송창근(SONG CHANG GEUN) 한국정보과학회 1992 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.19 No.2

          기존의 Poisson 방정식의 직접 해법(BCR)은 새롭게 제안되는 병렬 처리 시스템에 적용했을 때, 효과적이지 못한다. 이를 위해 Partial Fraction Expansion을 이용하는 방법이 제안되었는데, 이 방법에서는 계수를 구하는 것이 가장 중요하다. 본 논문에서는 Neumann 경계 조건을 갖는 문제에 대한 계수를 구하였다. 또, 새롭게 구해낸 계수를 이용하여, 이를 병렬 시스템인 ALLIANT FX/8에 FX/FORTRAN으로 구현하였다. 또, 이렇게 구현된 프로그램을 벡터기능과 병렬기능을 이용하도록 최적화시켰다. 이 프로그램을 기상학의 Reconstruction문제를 푸는데 이용하였는데, 8개의 프로세서를 사용한 경우, 약 3배 정도의 Speed-Up을 얻어 낼 수 있었다.

        • KCI등재

          SU/PG 기법을 이용한 이송이 지배적인 흐름 수치모의

          송창근(Song Chang Geun), 서일원(Seo Il Won) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 B Vol.32 No.3

          본 연구에서는 천수방정식에 Galerkin법과 Petrov-Galerkin 기법의 일종인 SU/PG 기법을 적용하여 유한요소 천수흐름 해석 모형을 개발하고, 다양한 실험수로에서 이송이 지배적인 흐름을 수치 모의하였다. 수로 내부에 얇은 판 형태의 구조물이 존재하는 경우 Fr 수와 Re 수가 매우 낮은 흐름에서는 Galerkin 기법과 SU/PG 기법이 동일한 결과를 나타냈으나, Fr=1.58인 경우 Galerkin법은 발산하여 해를 얻을 수 없었다. 이 경우 SU/PG법은 Newton-Raphson법에 의한 5회의 반복에 의해 수렴된 유속결과를 구할 수 있었다. 사류와 상류가 혼재하여 천이류가 나타나는 단면확대 수로 모의에서 SU/PG 기법을 이용한 본 연구의 경우 상류단 수심조건이 잘 유지되며, 도수가 발생하는 지점 및 도수에 의한 수심 경사, 도수 후의 수심이 모두 Khalifa(1980)의 실험결과와 매우 근사하였다. 이송이 지배적인 사류(Fr=2.74)에 의한 사각도수 모의의 경우에도 Galerkin 기법은 최초 모의시간의 첫 번째 반복 이후 발산하였으나, SU/PG 기법은 도수 경계면을 수치진동 없이 잘 포착하였으며, 해석해와 비교한 수심 및 유속의 최대 오차는 0.2% 이내로 나타나 기존 연구(Levin 등, 2006; Ricchiuto 등, 2007)에 비해 더욱 정확한 결과를 도출하였다. In this study, Galerkin scheme and SU/PG scheme of Petrov-Galerkin family were applied to the shallow water equations and a finite element model for shallow water flow was developed. Numerical simulations were conducted in several flumes with convection-dominated flow condition. Flow simulation of channel with slender structure in the water course revealed that Galerkin and SU/PG schemes showed similar results under very low Fr number and Re number condition. However, when the Fr number increased up to 1.58, Galerkin scheme did not converge while SU/PG scheme produced stable solutions after 5 iterations by Newton-Raphson method. For the transcritical flow simulation in diverging channel, the present model predicted the hydraulic jump accurately in terms of the jump location, the depth slope, and the flow depth after jump, and the numerical results showed good agreements with the hydraulic experiments carried out by Khalifa(1980). In the oblique hydraulic jump simulation, in which convection-dominated supercritical flow (Fr=2.74) evolves, Galerkin scheme blew up just after the first iteration of the initial time step. However, SU/PG scheme captured the boundary of oblique hydraulic jump accurately without numerical oscillation. The maximum errors quantified with exact solutions were less than 0.2% in water depth and velocity calculations, and thereby SU/PG scheme predicted the oblique hydraulic jump phenomena more accurately compared with the previous studies (Levin et al., 2006; Ricchiuto et al., 2007).

        • 분산 및 병렬처리 : 병렬화된 고속 포아송 방정식의 예측모델에의 적용

          송창근(Song Chang Geun), 이상덕(Lee Sang Duck) 한국정보처리학회 1997 정보처리학회논문지 Vol.4 No.3

          본 연구에서는 격자점의 개수나 경계 조건에 관계없이 포아송 방정식을 푸는 일반적인 프로그램을 개발하고, 슈퍼 컴퓨터의 병렬 기능과 벡터 기능을 이용하여 이 프로그램을 고속화시켰다. 우리는 실제 현업에 사용되고 있는 바로트로픽 예측 모델을 이용하여 실제 태풍인 Elena의 궤도를 예측하여 보았고, 병렬화된 고속의 포아송 방정식을 사용하는 경우 상당한 시간이 절약됨을 알 수 있었다. 72시간 후의 허리케인의 궤도 예측을 시도하였다. 3000여개의 격자점 위에서 시간 간격을 16분으로 하여 실험하였는데, 8개 벡터 프로세서를 갖고 있는 Alliant FX/8에서 30초만에 이루어 졌고, 3.7의 계산효율을 얻어냈다. In this paper, we develop the code, called the fast parallel Poisson solver, which solves the Poisson''s equation of arbitrary dimension and parallelize it. And we apply the fast parallel Poisson solver to the barotropic prediction model to explore the advantages of using it. In particular, we apply this model to the track forecasting of hurricane Elena(1985) and demonstrate that the fast parallel Poisson solver significantly reduces the computational time required to integrate the barotropic model. A 72-h track prediction was made by using time step of 16 minutes on a network of about 3000 grid points. The prediction took 30 seconds on the 8-processor Alliant FX/8 mini supercomputer. It was a speed-up of 3.7 when compared to the one-processor version.

        • KCI등재

          수심평균 유동 모형의 매개변수와 내부 경계조건에 따른 유속구조 및 전단력 분석

          송창근 ( Chang Geun Song ), 우인성 ( In Sung Woo ), 오태근 ( Tae Keun Oh ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2013 한국안전학회지 Vol.28 No.5

          In this study, a finite element model based on the SU/PG scheme was developed to solve shallow-water equations and the influences of parameters and internal boundary conditions on depth-averaged flow behavior were investigated. To analyze the effect of rough-¬ness coefficient and eddy viscosity on flow characteristics, the developed model was applied to rectangular meandering channel with two bends, and transverse velocities and water depth distributions were examined. As the roughness coefficient adjacent to wall increased, the velocities near the wall decreased, and the reduced velocities were compensated by the expanding mid-channel velocities. In addition, the flow character-¬ristics around a circular cylinder were analyzed by varying the internal boundary conditions as free slip and no slip. The assignment of slip condition changed the velocity distribution on the cylinder surface and reduced the magnitude of the shear stress up to one third.

        • KCI등재

          감조하천에서 조위 및 유량조건에 따른 역류 분석

          송창근 ( Chang Geun Song ), 김형준 ( Hyung Jun Kim ), 이동섭 ( Dong Sop Rhee ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2014 한국안전학회지 Vol.29 No.6

          The Han River is the only waterway in Korea where estuary is not blocked by dykes so that tidal water is flowing in and out through the tidal reach. The extreme tidal range in the Yellow Sea causes an intense flood current, stretching over horizontal extents of tens of kilometers into the rivers. To elucidate the flow reversal by discharge conditions and transient tidal level in the Han river, numerical simulations were conducted under 7 boundary conditions for two days with 10 minute time step. As the flow conditions changed from low discharge and high tidal difference to high discharge and low tidal difference, the flow reversals became weaker and the velocity of forward flow direction became higher due to the increased flow momentums and decreased tidal differences. In the case of normal flow, the maximum reverse velocity was 0.4 m/s, which was equivalent to the maximum forward velocity. In addition, the pattern of the development and decay of forward and reverse flow was presented.

        • KCI등재

          연국논문 : 계획 신도시 물 사용량 및 이용 패턴 추정

          송창근 ( Chang Geun Song ), 조형근 ( Hyoung Geun Jo ), 최진탁 ( Jin Tak Choi ), 김주원 ( Joo Won Kim ) 한국수처리학회 2015 한국수처리학회지 Vol.23 No.1

          Recently, due to the water shortage by urbanization, industrialization, and climate change, the importance of efficient water resources management is increasing. In particular, when it comes to a planned new town whose development is in progress, the researches on the estimation of the water demand and the water usage patterns are essential for the risk assessment of regional water shortage. In this study, targeting an Youngjong Island, which is in lack of internal water resource owing to the high reliance on external water supply through subbed pipeline and the island characteristics, the amount of water consumption and the water usage pattern in every five years from 2015 to 2030 were estimated in terms of seasonal and hourly basis. At the final objective year 2030, the daily maximum demand of water for living was about 57,000 m3/day, which was approximately 7.4 times higher than that of 2015. Despite of the decrease of the estimated water demand in lpcd (liter per capita day) in 2030, the population increases corresponding to 7.7 times compared with 2015 mainly influenced the increment. The analysis by time-series data at Incheon Airport Region revealed that the water consumption in summer was highest while that of spring was lowest. This was closely related with variation of the number of visitor according to the season change. In addition, the estimation of the water usage pattern in Haneul City, in which most of the population in Youngjong Island is expected to reside, showed that the seasonal water consumption ranked in order of summer, spring, fall, and winter. Further studies are planned to provide the facility invest model that can ensure sustainable and economic water supply under higher water consumption demand.

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