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멀티 레벨 소용돌이를 위한 ＳＰＨ 유체 시뮬레이션 방법, 시스템 및 이를 위한 기록 매체

  • 기술번호 : KST2015115208
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 SPH 유체를 위한 서브 입자 스케일 난류 시뮬레이션 방법, 시스템 및 이를 위한 기록 매체를 공개한다. 본 발명은 다중 오일러 그리드와 SPH 시스템을 결합함으로써, 효율적으로 입자의 소용돌이를 계산하는 동안 여러 오일러 그리드와 SPH 시스템을 결합함으로써, 견고하게 변형 영역을 감지할 수 있다. 따라서 멀티 그리드 시스템의 유연성과 단순성과 함께, 본 발명은 시간적 및 공간적 측면에서 광범위한 스펙트럼으로 용이하게 확장될 수 있다. 뿐만 아니라 기존의 SPH 시스템이 표현할 수 없었던 다계층 소용돌이를 표현하는 동시에 안정적이면서 시각적으로 만족스러운 결과를 낼 수 있다.
Int. CL G06F 17/10 (2006.01) G06F 19/00 (2011.01)
CPC
출원번호/일자 1020110056909 (2011.06.13)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-1267627-0000 (2013.05.20)
공개번호/일자 10-2012-0137828 (2012.12.24) 문서열기
공고번호/일자 (20130527) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.06.13)
심사청구항수 11

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 노준용 대한민국 대전광역시 유성구
2 장태권 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 다해 대한민국 서울특별시 강남구 삼성로***, *층(삼성동,고운빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2011.06.13 수리 (Accepted) 1-1-2011-0443078-35
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2012.09.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2012.10.16 수리 (Accepted) 9-1-2012-0078091-55
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2012.10.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0652247-83
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2012.12.28 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-1094483-95
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2012.12.28 수리 (Accepted) 1-1-2012-1094482-49
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.02.01 수리 (Accepted) 4-1-2013-5019983-17
8 등록결정서
Decision to grant		 2013.05.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0335888-61
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
컴퓨터에 의해 실행되는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법에 있어서, 상기 컴퓨터가 상기 SPH 유체에 대한 운동량 방정식을 근사하는 단계;상기 SPH 유체를 상기 멀티 레벨 소용돌이의 움직임으로 해석하기 위해 상기 운동량 방정식에 의해 계산되는 상기 SPH 유체들의 입자 속도에 따라 각각의 레벨이 서로 다른 해상도로서 서로 다른 크기의 복수개의 그리드 셀을 구비하는 멀티 레벨 그리드를 생성하는 단계;각각의 레벨의 복수개의 그리드 셀들 중에서 입자들의 변형이 있는 변형 셀을 감지하기 위해 상기 입자들의 공간상의 위치들의 분산을 계산하고, 상기 입자가 포함된 셀의 변형을 감지하는 파티클-그리드 하이브리드 방식을 이용하여 하이브리드 변형을 감지하는 단계;상기 변형 셀 각각에 대해 다중 그리드를 이용하여 상기 멀티 레벨 소용돌이의 셀 속도를 계산하고, 계산된 상기 셀 속도를 이용하여 상기 멀티 레벨의 각 레벨에서 소용돌이 필드를 추정하는 단계; 및상기 각 레벨의 소용돌이 필드를 축적하여 멀티 레벨 소용돌이 필드로 결합하고, 각 입자에 대해 소용돌이 제한을 적용하여 상기 멀티 레벨 소용돌이 필드를 개선하여 시뮬레이션하는 단계를 구비하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
2 2
제1 항에 있어서, 상기 운동량 방정식은상기 SPH 유체에서 복수개의 입자들 각각이 질량, 밀도 및 압력을 포함하는 물리적인 양을 개별적으로 운반하는 것으로 가정하여 수학식(여기서, i(i는 자연수)는 입자, xi 는 입자 위치, vi 는 속도, p 는 압력, μ는 점성 계수이고, fiext 는 인력(gravity), 사용자 정의에 따른 힘, 또는 와류 제한력(vortices confinement forces)과 같은 외력을 나타낸다
3 3
제2 항에 있어서, 상기 압력 필드는예측 - 보정 비압축 SPH (predictive-corrective incompressible SPH : PCISPH) 기법을 적용함에 의해 수학식(여기서, Wij = W(xi(t) - xj(t))이고, pi는 입자의 압력, m은 입자의 질량)로 근사되는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
4 4
제3 항에 있어서, 상기 입자의 압력은수학식(여기서 ρ*i 는 예측된 밀도이며, σ는 스케일링 변수이며, ρ0 는 잔류 밀도(rest density))에 따른 예측 보정 기법을 기설정된 횟수로 반복 수행하여 상기 예측된 밀도에 대한 오류를 최소화하도록 업데이트하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
5 5
제4 항에 있어서, 상기 멀티 레벨 그리드를 생성하는 단계는상기 멀티 레벨 그리드의 레벨의 개수와 각 레벨 사이의 비율이 사용자에 의해 결정되고, 생성된 그리드는 도메인의 다중 공간 서브-샘플링(multiple spatial sub-samplings of the domain)에 대응하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
6 6
제5 항에 있어서, 상기 멀티 레벨 그리드를 생성하는 단계는오일러 맥 그리드(Eulerian MAC grid)를 이용하여 상기 멀티 레벨 그리드가 생성되고, 각 레벨에서 그리드의 셀 크기(di)와 시간 간격(ti)은 Courant - Friedrichs - Lewy (CFL) 조건에 따라 수학식를 만족되도록 결정되며,상기 셀 크기(di)간의 차이(Δdi)와 상기 시간 간격간의 차이(Δti)는 수학식(여기서 i 003c# j ≤ n이고, u는 속도를 나타내며, kcfl은 시스템 매개 변수)에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
7 7
제6 항에 있어서, 상기 하이브리드 변형을 감지하는 단계는상기 그리드 셀 각각에 대해 국부 고유치-분석(local eigen-analysis)을 수행하는 단계; 및상기 그리드 셀 각각의 입자들에 주성분분석법(Principle Component Analysis : PCA)을 적용하여, 상기 그리드 셀 각각의 X, Y 및 Z 축에 대한 입자들의 변화를 계산하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
8 8
제7 항에 있어서, 상기 국부 고유치-분석을 수행하는 단계는상기 멀티 레벨 그리드의 각 레벨(l) 에서 중심 위치(center position)(cl)와 입자(p)의 개수(n)를 갖는 좌표(i, j, k)의 셀을 가정하여, 상기 그리드 셀에 대한 공분산 행렬(Covl)이수학식로 계산되어 상기 그리드 셀 기반으로 각각의 상기 입자에 대한 변형을 인코딩하는 단계; 및상기 변형 셀이 감지되도록, 상기 공분산 행렬(Covl)의 고유값이 실수인지 검토하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
9 9
제8 항에 있어서, 상기 입자들의 변화를 계산하는 단계는각각의 상기 그리드 셀(cl)에 대한 변형의 정도(degree of deformation)(Dl)를 수학식및 수학식(여기서, Vl은 레벨(l)에서 그리드 셀(cl) 에 입자의 총 분산)에 의해 정량화하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
10 10
제9 항에 있어서, 상기 소용돌이 필드를 추정하는 단계는상기 변형 셀 각각에 대한 셀 속도(u)를 수학식(여기서 vi 는 입자의 속도이고, di는 입자와 셀의 중심 사이의 거리)로 계산하는 단계; 및상기 계산된 속도 필드(ul)에 적용되는 유한 차분법(Finite Difference Method : FDM)에 기반하는 컬(curl) 연산에 의해 상기 멀티 레벨 그리드의 각 레벨(l) 에서 소용돌이 필드(ωl)로 추정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
11 11
제10 항에 있어서, 상기 멀티 레벨 소용돌이 필드를 개선하여 시뮬레이션 하는 단계는상기 각 레벨에서의 소용돌이 필드(ωl)를 수학식에 의해 축적하여 하나의 상기 멀티 레벨 소용돌이 필드로 획득하는 단계;상기 멀티 레벨 소용돌이 필드에 삼선형 보간법을 적용하여 입자 소용돌이(ωi)를 계산하는 단계;상기 입자 각각에 대한 소용돌이 제한력을 수학식(여기서 ε은 사용자 매개 변수이고, 소용돌이 위치(N)은 로서 두 개의 SPH 입자의 질량 중심)에 의해 계산하는 단계; 및상기 소용돌이 제한력을 상기 멀티 레벨 소용돌이 필드에 적용하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 소용돌이를 위한 SPH 유체 시뮬레이션 방법
12 12
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13 13
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