• 제목/요약/키워드: 변분원리

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변분원리를 활용한 비선형 진동해석 (Nonlinear vibration analysis using variational principle)

  • 박철희;이장무;박영필
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.519-527
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    • 1987
  • 본 연구에서는 경성(hardening), 연성(softening)혹은 구분적 선형성(piece -wise linear: 이하 PWL)을 가진 스프링을 포함한 일자유도계의 비선형 진동문제에 대 해 비선형 항이 큰 경우, 간략해법과 변분원리를 활용한 변분해석법을 이용하여 계의 고유진동수를 구하여 이를 기존의 해석 결과와 비교 검토함으로써 변분원리를 비선형 성이 큰 진동문제의 해석에 적용할 수 있는가의 타당성을 연구한다.

이방성탄성문제의 혼합형변분원리 (A Mixed Variational Principle of Fully Anisotropic Linear Elasticity)

  • 홍순조
    • 전산구조공학
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    • 제4권2호
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    • pp.87-94
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    • 1991
  • 본고에서는 Sandhu등에 의해 개발된 다변수경계치문제의 변분모델화 방법을 이용하여 범함수의 독립변수로써 변위와 응력을 동시에 포함하는 이방성탄성문제의 혼합형변분원리(Mixed Variational Principle)를 유도한다. 탄성방정식을 내적공간에서 self-adjoint한 미분연산자매트릭스 방정식으로 표시한 후 다변수 경계치문제의 변분이론을 적용하므로써 일반적 범함수가 구해지며, 이때에 지배방정식의 미분연산자와 경계조건식의 연산자의 일관성 (Consistency)을 유지하므로써 경계조건도 체계적으로 범함수내에 포함시킬 수 있다. 이 일반적 범함수에서 미분연산자의 self-adjointness성질을 이용하여 응력함수의 도함수를 제거하고 탄성방정식중 특정식이 항상, 정확히 만족된다고 가정하므로써 원하는 혼합형변분원리의 범함수를 유도할 수 있다. 여기에서 유도된 변분원리는 최근 Reissner에 의해 개발된 변분원리와 유사한 물리적 의미를 가지나 유도방법이 다를 뿐 아니라 일반적 이방성탄성체에 적용할 때 보다 편리한 형태로 된다. 이 혼합형변분원리는 다양하게 응용될 수 있으나, 복합재료적층판과 같은 이질성, 이방성 평판이론, 또는 쉘이론의 유도에 유용하게 사용할 수 있다.

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응력해석에 이용되는 유한요소법의 이해 (Understanding of Finite Element Method for Stress Analysis)

  • 민옥기;김용우
    • 기계저널
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    • 제33권7호
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    • pp.600-613
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    • 1993
  • 유한요소법은 구조공학분야에서 발전하여 과학기술 전반에 통용되는 수치해석의 한 방법 또는 기술로서 각광받고 있다. 이 기법은 변분원리에 수학적 기초를 두는 미분 방정식의 수치해법의 하나라고 할 수 있다. 이 글에서는 고체역학 부문에 한정하여 유한요소법의 기본체계, 응력계산과 관련하여 중요 수치현상, 그리고 최근 국내외학계의 연구동향 및 상용 패키지 사용시 주의 사항에 관하여 언급한다.

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복합재료적층판의 진동해석을 위한 유한요소모델 I. 변분원리의 유도 (Finite Element Analysis for Vibration of Laminated Plate Using a Consistent Discrete Theory Part I : Variational Principles)

  • 홍순조
    • 전산구조공학
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    • 제7권4호
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    • pp.85-101
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    • 1994
  • 적층판의 동적거동에 대한 유한요소해석모델개발을 목적으로 전단변형을 적합하게 고려한 적층판이론에 대한 변분원리를 유도하였다. 유도방법은 Sandhu 등에 의해 개발된 다변수 경계치문제의 변분원리이론을 따랐으며, 지배방정식의 미분연산자 매트릭스를 self-adjoint로 만들기 위하여 convolution을 이중선형사상으로 사용하였다. 유도된 적층판의 범함수에는 경계조건, 초기조건뿐만 아니라 유한요소해석모델에서 생길 수 있는 요소간 불연속조건도 포함시킬 수 있다. 상태변수의 적합함수공간을 확장하거나 특정조건을 적용하므로서 다양한 형태의 범함수를 유도할 수 있으며, 이를 통해 다양한 유한요소해석모델의 개발이 가능함을 논하였다.

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유한수심 자유표면파 문제에 적용된 해밀톤원리 (Hamilton제s Principle for the Free Surface Waves of Finite Depth)

  • 김도영
    • 한국해양공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.96-104
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    • 1996
  • Hamilton's principle is used to derive Euler-Lagrange equations for free surface flow problems of incompressible ideal fluid. The velocity field is chosen to satisfy the continuity equation a priori. This approach results in a hierarchial set of governing equations consist of two evolution equations with respect to two canonical variables and corresponding boundary value problems. The free surface elevation and the Lagrange's multiplier are the canonical variables in Hamilton's sense. This Lagrange's multiplier is a velocity potential defined on the free surface. Energy is conserved as a consequence of the Hamiltonian structure. These equations can be applied to waves in water of finite depth including generalization of Hamilton's equations given by Miles and Salmon.

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직교이방성 복합재료로 만든 두께가 얇은 압력용기의 변형에 관한 연구 (The Study on Axisymmetric Deformation of Thin Orthotropic Composite Pressure Vessel)

  • 김형원;최용규
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.36-43
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    • 2003
  • 탄소섬유 T700/Epoxy로 만든 직교이방성 구조로 된 두께가 얇은 압력용기의 반경방향의 변위에 관한 해를 곡선좌표계의 평형방정식을 사용하여 구하였다. 3차원 곡선좌표계의 변형율과 변위의 관계를 간단히 하면서 지배방정식을 유도하기 위해 변분이론과 가상일의 원리를 사용하였다. 다른 여러 종류의 직교이방성 압력용기에 대한 계산 결과를 제시했으며 수압시험을 한 결과와 비교 검토하였다. 계산결과와 시험결과는 비교적 잘 일치하였다.

옵션가격결정이론에 기반한 실물자산의 투자시기 결정 - 부동산투자신탁회사(REITs)를 중심으로 - (Time to Invest in Real Asset with Option Pricing Theory - Focused on REITs -)

  • 전재범;이삼수
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.54-64
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    • 2010
  • 기업은 이익창출을 위해 자본과 비용을 투입하고 재무적 타당성을 분석하여 투자의 가부를 결정한다. 일반적으로 실물자산의 투자가 창출하는 현금흐름은 투자분석시의 결과와는 달리 불확실하게 변화하고 실물자산이 내포한 여러 경영상의 유연성이 유발하는 비대칭수익구조도 사업의 가치에 영향을 미친다. 실물자산의 투자가 수반하는 다양한 경영상의 유연성들 중, 경영진이 특정 기간 동안 투자를 지연할 수 있는 투자지연의 의사결정은 시장에서 새로운 정보가 유입되면 합리적인 대응을 가능케하여 사업의 가치를 증가시키는 것으로 알려져 왔으나 투자시기의 결정에 관한 연구는 부족해왔다. 그러므로 본 연구는 투자지연이 유효한 실물자산의 투자에서 합리적인 투자시기의 결정을 위해 투자지연에 의한 사업가치의 증분과 손실회복비용을 옵션 가격결정 및 관련 금융 경제이론에 기반하여 추정하고 이를 수학적 변분원리를 이용하여 최적의 투자시기 탐색을 위한 이론 모델을 구성 한 후 부동산 실물자산인 REITs(Real Estate Investment Trusts)의 사례에 적용 및 분석함으로써 실물자산의 투자시기 결정을 위한 이론적인 틀을 제시하고자 한다.

유전적분형 물성방정식에 근거한 선형 점탄성문제의 시간영역 유한요소해석 (Time-domain Finite Element Formulation for Linear Viscoelastic Analysis Based on a Hereditary Type Constitutive Law)

  • 심우진;이호섭
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.1429-1437
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    • 1992
  • 본 연구에서는 이완형 물성방정식을 바탕으로 하며 프와송 비가 일정하다는 가정을 하지 않는다. 또한 점탄성 지배방정식에 변분원리를 적용하고 유도되어진 식 에 유한요소해법을 사용하여 시스템 기본해석을 위한 연립방정식을 유도한다. 이와 함께 점탄성 물성함수의 유도 및 응력계산을 위한 공식화 과정도 설명한다. 제시된 방법론의 타당성 및 정확성을 보이기 위해서 평면응력 및 평면변형 문제의 변위 및 응력을 수치해석하여 이론해와 비교 검토하며, 아울러 시간증분의 변화와 Gauss poi- nts수가 수치정확도에 끼치는 영향을 조사한다.

균열된 쉘의 파괴역학해석을 위한 선진유한요소기법 (Advanced Finite Element Technology for Fracture Mechanics Analysis of Cracked Shells)

  • 우광성
    • 전산구조공학
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    • 제4권2호
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    • pp.77-85
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    • 1991
  • 선형탄성파괴역학에서 특히 균열 쉘의 응력집중계수 산정을 위해 p-version 유한요소법에 기초한 선진유한요소기법이 제안되었다. 세가지 균열된 쉘 예제를 통해 응력집중계수 산정은 종래의 h-version 유한요소모델에 비하여 p-version 유한요소 모델이 수렴성과 정확도 면에서 훨씬 더 적합함을 보여주고 있다. 이 기법의 주요 이점은 근사해의 정확도가 요소분할이나 균열선단요소 또는 혼합형 변분원리등의 특별고려가 없이 확보될 수 있다는데 있다.

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특이 유한요소의 구성과 응용 (Formulation of a Singular Finite Element and Its Application)

  • 김명식;임장근
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제23권6호
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    • pp.1018-1025
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    • 1999
  • For the effective analysis of two dimensional plane problems with geometrical discontinuities, singular finite element has been proposed. The element matrix equation was formulated on the basis of hybrid variational principle and Trefftz function sets derived consistently from the complex theory of plane elasticity by introducing a conformal mapping function. In order to suggest the accuracy characteristics of the proposed singular finite element, typical plane problems were analyzed and these results were compared with exact solutions. The singular finite element gives the comparatively exact values of stress concentration factors or stress intensity factors and can be effectively used for the analysis of mechanical structures containing various geometrical discontinuities.