• 제목/요약/키워드: 분산구조해석

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유전자 알고리즘를 사용한 분산 처리에 의한 다목적 위성 구조체의 최적화 (Optimization of Komsat II Structure Using Genetic Algorithm in Parallel Computation Environment)

  • 윤진환;임종빈;박정선
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.3-7
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    • 2002
  • 컴퓨터 네트워킹 기술의 발달에 힘입어 분산처리를 이용한 기법이 복잡한 구조물의 최적설계에 널리 사용되고 있다. 최적설계시 구조물이 복잡하고 설계 변수가 많아질수록 설계 변수간의 교호작용이 복잡해지고 국부최적해가 많아지는 특성이 있다. 최근의 최적 설계는 이러한 문제점을 해결하고자 다양한 전역 최적화 기법을 도입하여 적용하고 있다. 본 연구에서는 진화이론을 바탕으로 한 유전자 알고리즘과 실험계획법을 바탕으로 한 반응표면법에 분산처리 기법을 도입하여 인공위성 추진 모듈의 최적화에 적용시켰다. 그 결과 유전자 알고리즘이 조금 더 좋은 최적값을 보였으며 해석시간은 반응표면법을 적용 시켰을 경우가 훨씬 짧았다. 병렬처리 기법을 이용한 위성구조체의 최적설계에 있어 유전자 알고리즘은 해의 전역성에서 반응표면법은 시간의 효율성에서 각각 장점을 보였다.

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외부 유체와 연성된 도파관의 진동 및 소음 해석 기법 (A Numerical Method for Analysis of the Sound and Vibration of Waveguides Coupled with External Fluid)

  • 유정수
    • 한국음향학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.448-457
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    • 2010
  • 단면의 형상이 길이방향으로 일정한 무한길이 도파관 구조물 (waveguide structures)에 대한 진동 및 파동전파 특성은 도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)을 이용해 효과적으로 해석할 수 있다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 해석하므로 모델의 크기가 작고 연산시간이 짧다는 장점이 있다. 도파관 구조물이 외부 유체와 연성된 경우, 원통형 실린더 또는 파이프와 같이 단면의 형상이 단순한 경우에는 이론적 해석을 수행할 수 있다. 반면 복잡한 형상의 단면을 가진 도파관구조물이 유체와 연성된 경우에는 수치해석 방법이 요구된다. 외부 유체와 연성된 도파관 구조물은 외부 유체와 도파관유한요소 (WFE)를 연성시켜 해석하는 수치해석 방법을 고려할 수 있다. 본 논문에서는 외부 유체 모델링에 경계요소 (Boundary Element)를 도입하고 이를 도파관유한요소와 연성시킨 WFE/BE 방법을 소개한다. 이 방법의 적용 예로써 단순형상의 파이프에 대해 외부 유체의 유/무에 따른 분산선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 이를 이론해석 결과와 비교하였다. 또한 WFE/BE 방법을 이용해 파이프에서 외부 유체로 방사되는 음향파워를 구하고 접수 유/무에 따른 영향을 살펴보았다.

확률론적 해석방법을 이용한 쐐기파괴의 안정성 해석 (Probabilistic Approach of Stability Analysis for Rock Wedge Failure)

  • Park, Hyuck-Jin
    • 자원환경지질
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    • 제33권4호
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    • pp.295-307
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    • 2000
  • 확률론적 해석방법 (probabilistic analysis)은 현장으로부터 획득한 자료들에서 일반적으로 발생하는 가변성과 불확실성을 효과적으로 정량화하여 해석에 이용할 수 있는 방법 중의 하나로 제안되었다. 특히 암반사면공학에서는 이러한 가변성과 불확실성이 불연속면의 방향 및 기하학적 특성, 그리고 실내실험 결과의 분산으로 나타난다. 확률론적 해석방법은 불연속면의 기하학적 특성과 강도 특성을 확률변수 (random variable)로 취급하여 신뢰성이론 (reliability theory)과 확률이론 (probability theory)을 근거로 분석하였으며 이를 기초로 하여 Monte Carlo Simulation과 같은 해석법을 이용, 구조물의 붕괴가능성을 확률로 표현하였다. 확률론적 해석 방법은 기존의 안전율을 대체하여 구조물의 안정성을 붕괴확률 (probability of failure)로 제안하였으며 이 붕괴확률은 안전율의 확률분포함수 (probability density function)에서 안전율이 1보다 작을 가능성을 확률로 나타낸 수치이다. 이 방법은 안전율의 개념을 기초로 하여 자료의 분산을 고려하지 않은 채 단일 대표 값만을 이용하여 구조물의 안정성을 판단하는 전통적인 결정론적 해석방법 (deterministic analysis)과 비교되어진다. 본 논문에서는 확률론적 해석방법을 이용하여 불연속면 특성들의 확률특성을 고찰하였으며 이를 기초로 하여 암반사면의 안정성 해석에 응용했다. 또한 확률론적 해석과 결정론적인 해석의 결과를 비교, 그 차이점을 설명하고자 하였다.

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회전자유도를 갖는 층상화 요소를 이용한 철근콘크리트 쉘구조의 비선형 동적해석 (Nonlinear Dynamic Analysis of Reinforced Concrete Shells Using Layered Elements with Drilling DOF)

  • 김태훈;이상국;신현목
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권6호
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    • pp.21-27
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    • 2001
  • 이 논문에서는 철근콘크리트 쉘구조의 동적해석을 위한 비선형 유한요소 해법을 제시하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 유한요소로서는 면내회전강성도를 갖는 4절점 평면 쉘요소가 사용되었다. 두께방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 층상화기법이 도입되었다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 동적 평형방정식의 해는 HHT법에 의한 수치적분으로 구하였다. 신뢰성 있는 해석결과와 비교를 통하여 이 논문의 제안방법이 철근 콘트리트 쉘구조의 비선형 동적해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.

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평면 DFB (Distributed-Feedback) 전송구조의 등가 전송선로 해석법 (Equivalent Network Approach of Planar DFB (Distributed-Feedback) guiding Structures)

  • 김준환;호광춘;김영권
    • 전기전자학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.108-113
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    • 1998
  • Floquet의 정리와 이등분의 원리 (bisection principle)에 기초한 등가 전송선로 해석법을 이용하여 평면 DFB 구조의 반사특성을 해석하고, 격자주기 (grating petiod)에 따른 분산특성과 전력반사도를 계산하였다. 수치해석 결과 등가 전송선로 해석법은 DFB 전송구조의 광학적 특성을 분석하기 위한 간편하고 유용한 알고리즘으로 사용될 수 있음을 보여 주었다.

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초고주파 집적회로 설계를 위한 펄스의 시간영역 분산 특성 해석 (Time Domain Analysis of Dispersion Characteristics of Pulse for MMIC Design)

  • 김기래
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.1755-1760
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    • 2013
  • 본 논문에서는 마이크로스트립 선로를 따라 펄스가 전송될 때 분산에 의한 펄스의 왜곡특성을 시간영역에서 해석 하였다. 전송선로의 구조, 유전율에 따른 분산특성을 비교 분석하였고, 구형펄스와 가우시안 펄스에 대해 펄스의 폭과 진폭, 그리고 전송속도에 따라 분산특성을 분석하였다. 구형 펄스의 경우 더 높은 고차 고조파 성분을 가지고 있기 때문에 이에 따른 저차 고조파 성분과의 위상 속도 차이가 선로를 따라 진행함에 따라 급격히 나타나서 분산이 심하게 나타났다. 본 연구의 결과는 MIC 또는 MMIC를 설계할 때 펄스전송에서 왜곡을 최소화하기 위해 펄스 폭, 선로의 폭, 기판의 높이 그리고 유전율을 결정하는데 유용하게 사용될 것이다.

표면파 기법을 이용한 자연지반 및 포장지반의 전단파 속도 분포 추정에 관한 연구 (Determination of Shear Wave Velocity Profiles of Natural Soils and Pavement Systems Using Surface Wave Technique)

  • 우제윤;김수일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.49-57
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    • 1988
  • 본 연구에서는 표면과 시험으로부터 얻어지는 Rayleigh파의 분산곡선을 분석하여 자연지반 및 포장 구조체 각 층의 전단파 속도를 결정할 수 있는 새로운 해석적 역산기법을 개발하였다. 본 연구의 역산기법은 다층 탄성체에서 표면파의 분산에 관한 Haskell의 이론을 토대로 개발된 것이다. 델타 매트릭스 기법을 적용하여 주파수의 크기에 제약을 받지 않는 분산방정식을 유도하여 사용하였으며, Rayleigh파의 한 파장 깊이 이하를 반무한 강성층(rigid halfspace)으로 대치하는 해석방법을 적용하였다. 분산곡선의 역산을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며 수치분석을 통하여 본 연구에서 개발한 새로운 해석적 역산기법의 타당성을 검증하였다.

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다분야통합해석에 기반한 설계문제의 병렬처리를 위한 부하분산알고리즘 (Load Balancing Algorithm for Parallel Computing of Design Problem involving Multi-Disciplinary Analysis)

  • 조재석;주민식;송용호;최동훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.281-286
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    • 2007
  • 다분야통합해석에 기반한 설계문제는 일반적으로 전체 설계과정에서 매우 큰 계산시간을 요구하며, 이러한 계산시간을 단축하기 위해 병렬처리시스템을 도입하는 것이 필수적이다. 그러나 다분야통합해석에 기존의 병렬처리기법을 적용하기 위해서는 해석에 필요한 모든 CAE 소프트웨어들이 병렬처리시스템의 모든 서버에 설치되어 있어야 하며, 이는 매우 큰 CAE 소프트웨어의 비용을 필요로 한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 가중치 기반 멀티큐 부하분산 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 서버들의 성능과 설치된 CAE 소프트웨어들의 종류가 각기 다른 이종 병렬처리시스템을 고려하였으며 성능검증을 위해 선입선출(First Come First Servre) 알고리즘을 적용한 경우와 비교한 전산실험을 수행하였다.

3차원 FDTD를 이용한 GPR 안테나의 복사 해석 (Analysis of Electromagnetic Radiation from a GPR Antenna by using 3-Dimensional FDTD Method)

  • 현승엽;김상욱;김세윤
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권3호
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    • pp.12-18
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    • 1999
  • 3차원 FDTD법을 이용하여 GPR 안테나의 복사 특성을 해석하였다. Bow-tie 안테나 구조에 대해서는 삼각형 countour-path FDTD, 지하와 같은 분산매질에 대한 흡수경계조건으로 dispersive PML, 공기와 지하간에는 다층구조에 대한 최적 PML 부가조건을 적용하여 Bourgeois의 FDTD계산 모형을 개선하였다. 또한 확장 그리드 기법을 적용하여 수치 계산에 필요한 셀 수를 줄일 수 있음을 보였다.

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콘크리트 손상 모델을 적용한 콘크리트 구조물 구조내력 해석 (Numerical Analysis of Load Carrying Capacity of RC Structures Based on Concrete Damage Model)

  • 우상균;이윤;이성태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.121-128
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    • 2012
  • 이 논문에서는 대표적 수치해석에의 균열처리 방법으로 손상모델 기반의 분산균열모델을 체택하여 구조내력을 산정하였다. 또한 전력구 구조물의 실구조 모델링을 위해 3차원 해석방법을 택하였으며 3차원 콘크리트 구성모델로는 현재 3차원 모델중 콘크리트의 다축압축, 인장균열을 효과적으로 모사하는 미소면 모델(Microplane model)을 재료모델로 사용하여 비선형 유한요소해석을 수행하였다. SFRC의 인장연화곡선을 얻기 위해 역해석법을 사용하였으며, 역해석으로 구한 인장연화곡선이 실험결과와 아주 잘 일치함을 보였다. 하중-균열폭 관계를 입력값으로 사용한 역해석 결과와 하중-CMOD 관계를 사용한 역해석 결과는 서로 잘 일치하는 경향을 나타냈다. 이 논문에서는 실험으로부터 측정된 균열폭 데이터와 수치해석시의 손상지수와의 관계를 도출하여으며, 이와 같은 결과는 향후 균열탐사를 통한 구조물의 잔존 구조내력 산정에 적용할 수 있으리라 판단된다.