• Title/Summary/Keyword: 구조 방정식

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A Rate-Dependent Elastic Plastic Constitutive Equation in Finite Deformation Based on a Slip Model (슬립모델을 이용한 변형률의존 유한변형 탄소성재료의 구성방정식 개발)

  • Nam, Yong-Yun;Kim, Sa-Soo;Lee, Sang-Gab
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.34 no.1
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    • pp.77-86
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    • 1997
  • The advanced development in many fields of engineering and science has caused much interests and demands for crashworthiness and non-linear dynamic transient analysis of structure response. Crash and impact problems have a dominant characteristic of large deformation with material plasticity for short time scales. The structural material shows strain rate-dependent behaviors in those cases. Conventional rate-independent constitutive equations used in the general purposed finite analysis programs are inadequate for dynamic finite strain problems. In this paper, a rate-dependent constitutive equation for elastic-plastic material is developed. The plastic stretch rate is modeled based on slip model with dislocation velocity and its density so that there is neither yielding condition, nor loading conditions. Non-linear hardening rule is also introduced for finite strain. Material constants of present constitutive equation are determined by experimental data of mild steel, and the constitutive equation is applied to uniaxile tension loading.

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Urban Flood Modeling with Anisotropic Porous Shallow Water Model (비등방 다공성 2차원 천수모형을 적용한 도시홍수 모델링)

  • Kim, Byunghyun;Kim, Hyun Il;Han, Kun Yeun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.414-414
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    • 2020
  • 고전 천수방정식을 적용한 2차원 도시홍수 모델링에서는 지형의 정확한 반영을 위해 고해상도 격자가 요구되며 이는 많은 계산시간과 노력을 필요로 한다. 최근에는 다공성 천수방정식을 적용한 도시홍수해석으로 많은 계산 노력이 요구되는 도시홍수모델링의 한계를 극복한 연구가 많이 이루어지지고 있다. 이러한 연구는 도시 홍수에서 흐름이 공간적으로 변화할 때 불균일 공극이 존재하므로 격자의 크기를 다르게 하여 이러한 불균일성을 해결하고자 하는 등방성 천수모형의 적용에서 시작되었다. 하지만, 등방성 공극을 고려한 도시홍수 해석모형은 대표요소체적(REV)보다 더 큰 격자의 적용을 해야 하는 제한성을 가진다. 반면, 비등방성 공극은 대표요소체적의 적용이 필요하지 않아 불균일 공극의 크기에 관계없이 이론상으로는 동일한 해상도의 격자가 사용가능하긴 하지만, 실제 도시홍수 해석에서 중요하면서도 도전적인 연구이다. 본 연구에서는 도시홍수의 효율적 계산을 위해 비등방성 공극을 고려한 적분형 다공성 천수방정식을 기반으로 하는 2차원 도시홍수 해석모형을 개발하였다. 모형의 개발을 위해, 적용 격자내에서 도시지역의 건물이 차지하는 길이 및 면적을 산정하고 그 값을 2차원 천수방정식에 적용 가능하도록 체적공극(𝜙j)와 면적공극(𝜓k)을 2차원 고전 천수방정식에 추가하였다. 개발모형은 고전 천수방정식, 등방성 공극 고려(미분형 다공성) 천수방정식 및 비등방성 공극 고려(적분형 다공성) 천수방정식의 적용이 가능하여, 각 모형에 적합한 2차원 격자 생성, 각 모형의 매개변수를 보정 그리고 정확성, 효율성, 적용성이 비교 가능하다. 각 모형의 정확성과 효율성 비교를 위해 3가지의 오차 비교 (구조적 오차, 격자크기 오차, 공극 모형 오차), 계산시간 비교, 공간 변동성 검증을 위한 수심 종단형상 비교하였다.

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신경세포의 전기적 속성과 수학적 모델

  • 서병설
    • The Magazine of the IEIE
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    • v.5 no.2
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    • pp.31-40
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    • 1978
  • 신경섬유는몸체 안에서 정보의 전달을 액숀 포텐셜(action potential) 형태의 신호(signal)에 의해 수행하고 있다. 우리 몸체에서 두뇌의 지령을 받아 어떠한 동작을 근육에 신경을 통하여 전달하는 것을 생각할 때 두뇌는 정보의 원천(source)으로서, 근육과의 신경접점은 리시버(receiver)로서, 신경섬유는 전화선으로서 간주될 수 있다. 그리고 몸체·안에서의 정보의 전달의 원리는 통신공학이론에 의하여 설명되어 질 수 있다. 저자는 생리학에 깊은 지식이 없어 전자공학분야에 종사 하시는 분들을 위해 이 재미있는 생물학적 현상을 설명할 수 있는 신경조직의 구조(mechanism)와 수학적 모델을 소개하고자 한다. 저자는 독자가 신경조직의 구조의 이해를 위해 액숀 포텐셜(action potential)의 구조를 소개하고 수학적 모델를 위해서는 호지킨-헉슬리 방정식 (Hodgkin-Huxley equation)과 케이불 방정식 (cable equation)을 설명하려고 한다.

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통합형 점소성 구성방정식을 적용한 유한요소해석에 관한 연구

  • Kim, Jong-Beom;Lee, Hyeong-Yeon;Yoo, Bong;Kwak, Dae-Young;Lim, Yong-Taek
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.05a
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    • pp.1014-1020
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    • 1995
  • 고온구조물은 고온에서의 운전상태에 따라 복잡한 하중이력을 경험하게 됨으로써 상온에서 발생하는 손상 기구와는 달리 온도 의존성을 가질 뿐만 아니라, 상온에서 볼 수 없는 크립-피로의 상호작용에 의한 손상현상이 나타나게 된다. 따라서 고온 구조물의 건전성 평가를 위한 비탄성 해석을 신뢰성 있게 수행하기 위해서는 구조물의 비선형 거동을 비교적 정확히 예측할 수 있는 통합 구성방정식의 개발 및 적용과 온도에 따른 재료의 물성치 확보가 필수적이다. 본 연구에서는 통합 점소성 모델인 수정된 Chaboche 모델에 대해서 내연적 시간 적분법을 적용하여 ABAQUS의 UMAT으로 구현하였고, 개발된 프로그램을 이용하여 INCONEL 718을 사용한 단순 인장해석, 반복 소성 특성해석 및 크립 해석을 수행하여 프로그램의 신뢰성을 평가하였다. 또한 원공이 있는 평판에 대한 예제해석을 수행함으로써 개발된 프로그램이 고온구조물의 건전성 평가를 위한 비탄성 해석에 적절하게 적용될 수 있음을 확인하였다.

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A Method for Vibration and Sensitivity Analysis of Structure Systems with Non-linear Characteristics (비선형 특성을 가진 구조시스템의 진동과 감도해석 방법)

  • Moon, Byung-Young;Kim, Sa-Soo;Iwatsubo, Takuzo
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.13 no.4 s.35
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    • pp.10-18
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    • 1999
  • 본 논문에서는 대형구조물의 해석에 있어서 부분구조합성법과 섭동법을 이용하여 복잡한 비선형시스템의 해석방법을 제안하였다. 해석방법은 전체시스템을 먼저 몇 개의 분계로 분할한다. 각 분계의 운동방정식에 비선형항이 존재하여도 전체시스템의 지배적 진동모드는 선형모드라는 가정하에 이 시스템의 각 분계를 모드좌표로 변환한다. 이때, 비선형항은 근사적으로 변환한다. 그리고 섭동법을 이용하여 각 분계의 모드좌표방정식은 섭동좌수별로 정식화되어 순차적으로 구해진다. 비선형의 감도는 비선형계수로 정의되고, 그에 상응하는 강성에 의해 구해진다. 제안된 해석방법으로 비선형회전체, 비선형 베어링-페데스탈로 구성된 대형시계구조물의 진동을 해석하였다. 해석방법의 유효성을 평가하기 위해 응답의 정도와 계산소요시간을 유한요소법의 결과와 비교 분석하였다.

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Social Distance between Foreign Workers and Koreans : From Foreign Workers' Viewpoint

  • Kim, Seok-Ho;Kim, Sang-Uk;Han, Ji-Eun
    • Korea journal of population studies
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    • v.32 no.2
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    • pp.115-140
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    • 2009
  • 이 연구는 외국인 노동자들의 한국문화에 대한 적응문제를 살펴 보기 위하여 그들이 한국인들에 대하여 가지고 있는 사회적 거리감(social distance)을 분석하고 있다. 사회적 거리감은 인종 간 상호 관계 연구에서 중요한 개념으로 다루어져 왔으며, 특히 사회적응 수준을 드러내는 효과적인 척도로 각광받아왔다. 이 연구는 한국내 외국인 노동자들의 한국인에 대한 사회적 거리감의 결정요인을 규명하려는 목적을 가지고 있다. 서울과 경기 지역에서 수집된 자료에 대한 다중회귀분석(OLS Regression)을 통하여, 이 연구는 서구 사회에서 다수 인종의 사회적 거리감을 효과적으로 설명하는 것으로 판명된 요인들이 한국의 소수 인종인 외국인노동자들에게도적용될수있는가를살펴본다. 구체적으로는 연령, 성, 교육, 종교, 인종과 같은 사회인구학적 변수들과 한국인과의 접촉정도 가사회적 거리감에 유의미한 효과가 있는지 분석된다. 둘째, 이 연구는 외국인 노동자들의 가장 중요한 삶의 공간인 작업장에서의 경험과 관련된 변수들이 사회적 거리감에 대하여 가지는 효과를 탐구한다. 셋째, 구조방정식 모형(Structural Equation Model)의 적용을 통하여, 이 연구는 다중회귀에서 분석된 여러 설명 변수들 간의 복잡한 인과구조를 규명하고, 이들이 사회적 거리감에 미치는 영향을 직접효과, 간접효과, 전체효과로 나누어 살펴본다. 다중회귀분석 결과는 집단 간 사회적 거리감은 사회인구학적 변수들, 한국인들과의 접촉, 작업장 내 경험등 다양한 요인들의 복합적인 결과물이라는 점을 확인해 준다. 특히 분석결과는 작업장에서의 경험과 느낌이 한국 내 외국인 노동자들의 한국인들에 대한사회적거리감형성에결정적이라는사실을보여주는반면, 기존연구에서 효과적인 것으로 판명된 전통적 요인들은 영향력이 미미하다는 점을 말해준다. 한편, 구조방정식 모형을 적용한 분석결과는 한국인 친구들과의 접촉과 이해하기 쉽고 구체적인 노동조건이 사회적 거리감에 직접적으로 영향을 주고 있다는 것을 보여 준다. 한편 추상적인 노동조건은 사회적 거리감에 간접적으로 영향을 미친다. 상사에 대한 평가와 직무만족은 노동조건에 의해 유의미한 영향을 받지만, 한국인 친구와의 접촉과는 관련이 없다. 간단히 말해, 상사에 대한 평가와 직무만족은 노동조건이 사회적거리감에 대하여 가지는 효과를 매개한다. 결론적으로, 구조방정식모형의 분석결과는 작업장 관련 변수들간에 복잡한 인과구조가 존재한다는 점과 작업장 내 경험이 한국인에 대한 사회적 거리감 형성에 가장 중요하다는점을 확인해 준다.

Utilization of R Program for the Partial Least Square Model: Comparison of SmartPLS and R (부분최소제곱모형을 위한 R 프로그램의 활용: SmartPLS와 R의 비교)

  • Kim, Yong-Tae;Lee, Sang-Jun
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.13 no.12
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    • pp.117-124
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    • 2015
  • As the acceptance of statistical analysis has been increased because of Big Data, the needs for an advanced second generation of statistical analysis method like Structural Equation Model are also increasing. This study suggests how R-Program, as open software, can be utilized when Partial Least Square Model, one of the SEMs, is applied to statistical analysis. R is a free software as a part of GNU projects as well as a powerful and useful tool for statistical analysis including Big Data. The study utilized R and SmartPLS, a representative statistical package of PLS-SEM, and analyzed internal consistency reliability, convergent validity, and discriminant validity of the measurement model. The study also analyzed path coefficients and moderator effects of the structural model and compared the results, respectively. The results indicated that R showed the same results with SmartPLS on the measurement model and the structural model. Therefore, the study confirmed that R could be a powerful tool that is alternative to a commercial statistical package in the future.

The effects of the parent's socioeconomic status and the private education expenditure to the academic achievement (부모의 사회경제적 지위와 사교육비가 학업성취도에 미치는 효과 분석)

  • Yoo, Jiyeon;Park, Changsoon
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • v.26 no.1
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    • pp.123-139
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    • 2015
  • The purpose of this study is to analyze the effect of the parent's socioeconomic status to the academic achievement, together with the mediation effect of the private education expenditure. The structural equation modeling (SEM) method is used with the survey of private education expenditures data collected by Statistics Korea in 2011. In SEM, the multi-group effect is also analyzed for gender, region and school level. The analysis results show that the high socioeconomic status of parent tends to increase the private education expenditures but does not affect the academic achievement, and there are the significant multi-group effect for gender, region, and school level.

A Stable MOT Scheme with Combined Field Integral Equation for the Analysis of Transient Scattering from Conducting Structure (도체 구조물의 과도 산란 해석을 위한 결합 적분방정식의 안정된 MOT 기법)

  • Lee, Chang-Hwa;An, Ok-Kyu;Kwon, Woo-Hyen;Jung, Baek-Ho
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.19 no.4
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    • pp.427-435
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    • 2008
  • In this paper, a stable marching-on in time(MOT) method with a time domain combined field integral equation(CFIE) is presented to obtain the transient scattering response from arbitrarily shaped three-dimensional conducting bodies. This formulation is based on a linear combination of the time domain electric field integral equation(EFIE) with the magnetic field integral equation(MFIE). The time derivatives in the EFIE and MFIE are approximated using a central finite difference scheme and other terms are averaged over time. This time domain CFIE approach produces results that are accurate and stable when solving for transient scattering responses from conducting objects. Numerical results with the proposed MOT scheme are presented and compared with those obtained from the conventional method and the inverse discrete Fourier transform(IDFT) of the frequency domain CFIE solution.

Development of MLS Difference Method for Material Nonlinear Problem (MLS차분법을 이용한 재료비선형 문제 해석)

  • Yoon, Young-Cheol
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.29 no.3
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    • pp.237-244
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    • 2016
  • This paper presents a nonlinear Moving Least Squares(MLS) difference method for material nonlinearity problem. The MLS difference method, which employs strong formulation involving the fast derivative approximation, discretizes governing partial differential equation based on a node model. However, the conventional MLS difference method cannot explicitly handle constitutive equation since it solves solid mechanics problems by using the Navier's equation that unifies unknowns into one variable, displacement. In this study, a double derivative approximation is devised to treat the constitutive equation of inelastic material in the framework of strong formulation; in fact, it manipulates the first order derivative approximation two times. The equilibrium equation described by the divergence of stress tensor is directly discretized and is linearized by the Newton method; as a result, an iterative procedure is developed to find convergent solution. Stresses and internal variables are calculated and updated by the return mapping algorithm. Effectiveness and stability of the iterative procedure is improved by using algorithmic tangent modulus. The consistency of the double derivative approximation was shown by the reproducing property test. Also, accuracy and stability of the procedure were verified by analyzing inelastic beam under incremental tensile loading.