• 제목/요약/키워드: 반무한체

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개별요소와 경계요소 조합에 의한 무한 및 반무한 영역문제의 해석 (Coupled Distinct Element and Boundary Element Analysis of Problems Having Infinite or Semi-infinite Boundaries)

  • 허택녕;김문겸;황학주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.81-93
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    • 1992
  • 무한 및 반무한 경계조건을 가진 지하구조체에 대하여 개별요소법과 경계요소법을 조합하여 해석하는 방법을 제안하였다. 일반적으로 무한 또는 반무한 경계를 가지는 지하구조체의 문제에 있어서 응력집중부, 굴착면 혹은 불연속면이 발달되어 있는 영역을 개별요소로 모형화하고 무한 영역은 선형경계요소를 사용하여 모형화 하였다. 여기서, 선형경계요소에 의한 무한 및 반무한 영역의 고려는 Kelvin의 무한 영역, Melan의 반무한 영역에서의 해로 구성하였다. 효율적인 해석을 위하여 선형 경계요소법, 개별요소법, 개별요소와 경계요소 조합방법 등이 독립적으로 연구되었다. 연구된 각 방법에 근거하여 조합된 해석방법을 무한 및 반무한 문제에 적용하여 기존의 이론해석치와 비교하여 검증을 실시하고, 지하구조체에 적용하여 조합해석방법의 실용성을 보였다. 따라서, 지하구조체에 조합방법을 사용하면 지반의 불연속 조건과 경계조건에 따르는 구조물의 거동을 합리적으로 예측할 수 있으며, 개별요소와 경계요소의 장점을 살려 보다 합리적인 해석의 수행이 가능할 것으로 판단된다.

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반무한체의 기본해를 이용한 표면 강체기초의 동적거동해석 (Dynamic Analysis of Surface Foundation Using Half-space Fundamental Solution)

  • 이강원;고재필;조우연;김문겸
    • 한국가스학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.51-54
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    • 2001
  • 지진 등과 같은 외부 진동하중에 의해 발생되는 구조물의 진동은 구조물의 독립적 거동뿐만 아니라 지반과 구조물 기초의 접촉면을 통해 상호 영향을 미치게 된다. 특히 LNG 저장탱크나 원자력발전소 등과 같이 대현 상부구조물의 경우 상호작용력은 크게 작용하게 된다. 본 연구에서는 상부 구조계의 단순화된 형태인 기초계의 동적거동을 파악하기 위해 주파수영역 경계요소법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 반무한체 상에 존재하는 무질량 강체 표면기초에 대해 반무한 기본해를 이용하여 동적거동이 고찰되었으며 기존의 해석결과와 비교, 검토하여 본 연구방법의 타당함을 입증하였다.

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유전 알고리즘을 활용한 완전파형역산 기법의 층상 반무한 지반 전단파 속도 추정 (Estimation of Shear-Wave Velocities of Layered Half-Space Using Full Waveform Inversion with Genetic Algorithm)

  • 이진호;이세혁
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.221-230
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    • 2021
  • 전역 최적화 문제의 해를 유전 알고리즘을 사용하여 얻어 완전파형역산을 수행하고 층상 반무한체의 물성치를 추정하는 기법을 제안한다. 조화 수직 하중이 작용하는 층상 반무한체의 동적 응답을 측정하고, 이를 추정 물성치를 사용하여 계산된 응답과 비교한다. 응답의 추정치는 mid-point integrated finite element와 perfectly matched discrete layer를 사용하여 구성된 thin-layer model로부터 얻는다. 전역 최적화 문제의 목적 함수는 응답의 관측치와 추정치의 차이에 대한 L2-norm으로 계산된다. 유전 알고리즘을 사용하여 전역 최적화 문제의 해를 구하여 완전파형역산을 수행한다. 제안된 기법을 기본 진동 모드 뿐만이 아니라 고차 진동 모드도 우세한 다양한 층상 반무한 매질에 적용하여, 측정치가 잡음을 포함하지 않는 경우와 포함하는 경우 모두에 대해서 제안된 완전파형역산 기법은 층상 반무한체의 재료 특성을 추정하는데 적합함을 확인할 수 있다.

층상 반무한 지반의 물성치 추정을 위한 마르코프 연쇄 몬테카를로 모사 기법 (Markov Chain Monte Carlo Simulation to Estimate Material Properties of a Layered Half-space)

  • 이진호;;이세혁
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.203-211
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    • 2023
  • 층상 반무한체에서의 확률론적 완전파형역산을 위한 Markov chain Monte Carlo (MCMC) 모사 기법을 정식화한다. Thin-layer method를 사용하여 조화 수직 하중이 작용하는 층상 반무한체의 지표면에서 추정된 동적 응답과 관측 데이터와의 차이 및 모델 변수의 사전 정보와의 차이를 최소화하도록 목적함수와 모델 변수의 사후 확률밀도함수를 정의한다. 목적함수의 기울기에 기반하여 MCMC 표본을 제안하기 위한 분포함수와 이를 수락 또는 거절할지 결정하는 수락함수를 결정한다. 기본 진동모드 뿐만이 아니라 고차 진동모드가 우세한 경우를 포함하여 다양한 층상 반무한체의 전단파 속도 추정에 제안된 MCMC 모사 기법을 적용하고 그 정확성을 검증한다. 제안된 확률론적 완전파형역산을 위한 MCMC 모사 기법은 층상 반무한체의 전단파 속도와 같은 재료 특성의 확률적 특성을 추정하는 데 적합함을 확인할 수 있다.

활성화 에너지가 매우 큰 경우에 점근법을 이용한 반무한체의 점화에 관한 연구 (Asymptotic analysis of ignition of a semi-infinite body for a large activation energy)

  • 백승욱
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.703-707
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    • 1989
  • 본 연구에서는 반무한체에 대하여 활성화 에너지가 매우 큰 경우의 점근법을 적용하여 이 두 변수의 시간에 따른 변화가 점화지연시간에 미치는 영향을 해석적으로 알아보고 참고문헌(1)의 실험치와 비교하고자 한다.

조화진원에 의한 정밀지하구조사탐사 I (표면조화진원에 의한반무한 탄성체의 파동장 해석) (Application of Harmonic Seismic Sources to Precision Investigation of Underground Geological SDtructure Part 1 (Wave Field generated by Harmonisc Source Attached to the Surface of Elastic Half Space))

  • 하동호
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.93-99
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    • 1999
  • 조화진동하는 점진원에 의한 반무한 탄성체의 응답해석을 수행해 탄성체의 임의의 깊이에서의 응답을 나타내는 계산식을 유도했다 이결과는 최근 연구개발이 진행되고 있는 조화진원에 의한 정밀 지하구조탐사에 중요한 이론적 바탕이 된다. 먼저 실용상 중요한 수평가진에 의한 응답을 계산했다 표면에 큰 응답이 표면파의 형태로 발생하지만 수평진원의 에너지 방사형태는 지향성을 가지고 있어 진원아래의 원뿔형의 영역이 크게 여기된다는 사실을 밝혔다.

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반 무한체 위의 사각조각 표면에 작용하는 접선하중에 의한 반 무한체내의 응력 해석 (The Stress Field in the Body by Tangential Loading of a Rectangular Patch on a Semi-Infinite Solid)

  • 이문주;구영필;조용주
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권4호
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    • pp.1032-1038
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    • 2000
  • The stress field in the body by tangential loading of a rectangular patch on a semi-infinite solid has been solved analytically using potential function. The validity of result of this study was proved by Saint-Venant's principle in the remote region and in the vicinity of the surface with superposition of point loads.

유한요소와 경계요소의 조합에 의한 반무한 영역 문제의 비선형해석 (A Nonlinear Analysis of Half Plane Problems Using Coupling of Finite Elements and Boundary Elements)

  • 김문겸;임윤묵
    • 전산구조공학
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    • 제2권1호
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    • pp.55-64
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    • 1989
  • 본 논문에서는 경계요소법과 비선형 유한요소법의 각 장점을 이용하여 반무한 영역을 가진 구조체의 해석방법을 논하였다. 여기서, 반무한 경계요소는 Melan의 반무한 평면에 대한 해로부터 구성하였다. 비선형 유한요소는 지하구조물에서 주로 접할 수 있는 탄소성 재료의 비균질성 또는 불규칙성을 모형화하기 위하여 사용하였다. 본 조합방법의 검증을 위하여 얕은 터널에 일정한 내압이 작용하는 경우를 택하여, 비선형 유한요소법과 조합방법의 결과를 비교하였다. 비교결과, 개발된 조합방법이 다른 해석방법에 비해 충분한 정확도를 가짐을 알 수 있었다.

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탄성층과 반무한체 사이에 접합된 압전재료의 계면균열에 대한 응력강도계수 (Stress Intensity Factor for an Interface Crack of a Piezoelectric Medium Bonded Between an Elastic Layer and a Half-Space)

  • 정경문;임춘기;범현규
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.81-88
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    • 2002
  • An interface crack of a piezoelectric medium bonded between an elastic layer and a half-space is analyzed using the theory of linear piezoelectricity. Both out-of-plane mechanical and in-plane electrical loads are applied to the piezoelectric laminate. By the use of courier transforms, the mixed boundary value problem is reduced to a singular integral equation which is solved numerically to determine the stress intensity factors. Numerical analyses for various material combinations are performed and the results are discussed.

직교이방성 층과 반무한체 사이의 계면균열에 대한 좌굴 (Buckling for an Interface Crack Between an Orthotropic Layer and a Half-Space)

  • 정경문;범현규
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.815-818
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    • 2001
  • The buckling of an orthotropic layer bonded to an isotropic half-space with an interface crack subjected to compressive load under plane strain is considered. Basic stability equations derived from the mathematical theory of elasticity are applied to describe the buckling behavior. A system of homogeneous Cauchy-type singular integral equations of the second kind is solved numerically by utilizing Gauss-Chebyshev integral formulae. Numerical results for the buckling load are presented for various delamination geometries and material properties of both the layer and half-space.

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