• Title/Summary/Keyword: 비례경계 해석

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Infinite Element for the Scaled Boundary Analysis of Initial Valued on-Homogeneous Elastic Half Space (초기값을 갖는 비동질무한영역의 해석을 위한 비례경계무한요소법)

  • Lee, Gye-Hee;Deeks, Andrew J.
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.21 no.2
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    • pp.199-208
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    • 2008
  • In this paper, to analyze the initial valued non-homogeneous elastic half space by the scaled boundary analysis, the infinite element approach was introduced. The free surface of the initial valued non-homogeneous elastic half space was modeled as a circumferential direction of boundary scaled boundary coordinate. The infinite element was used to represent the infinite length of the free surface. The initial value of material property(elastic modulus) was considered by the combination of the position of the scaling center and the power function of the radial direction. By use of the mapping type infinite element, the consistent elements formulation could be available. The performance and the feasibility of proposed approach are examined by two numerical examples.

Scaled Boundary Finite Element Methods for Non-Homogeneous Half Plane (비동질 반무한 평면에서의 비례경계유한요소법)

  • Lee, Gye-Hee
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.2
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    • pp.127-136
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    • 2007
  • In this paper, the equations of the scaled boundary finite element method are derived for non-homogeneous half plane and analyzed numerically In the scaled boundary finite element method, partial differential equations are weaken in the circumferential direction by approximation scheme such as the finite element method, and the radial direction of equations remain in analytical form. The scaled boundary equations of non-homogeneous half plane, its elastic modulus varies as power function, are newly derived by the virtual work theory. It is shown that the governing equation of this problem is the Euler-Cauchy equation, therefore, the logarithm mode used in the half plane problem is not valid in this problem. Two numerical examples are analysed for the verification and the feasibility.

Dynamic Stiffness of the Scaled Boundary Finite Element Method for Non-Homogeneous Elastic Space (비동질 탄성 무한공간에 대한 비례경계유한요소법의 동적강도행렬)

  • Lee, Gye-Hee
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.2
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    • pp.165-173
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    • 2010
  • In this paper, the dynamic stiffness of scaled boundary finite element method(SBFEM) was analytically derived to represent the non-homogeneous space. The non-homogeneous parameters were introduced as an expotential value of power function which denoted the non-homogeneous properties of analysis domain. The dynamic stiffness of analysis domain was asymptotically expanded in frequency domain, and the coefficients of polynomial series were determined to satify the radiational condition. To verify the derived dynamic stiffness of domain, the numerical analysis of the typical problems which have the analytical solution were performed as various non-homogeneous parameters. As results, the derived dynamic stiffness adequatlly represent the features of the non-homogeneous space.

Numerical Study on Ice/Structure Interaction Behaviour in Dynamic ice Field (극지구조물-빙하 상호 작용에 의한 동적해석)

  • Jo, Chul H.
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.9 no.1
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    • pp.36-46
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    • 1995
  • 빙판파괴 형태는 여러 모드의 합성이며 실제로 한 가지 양식으로 파괴되는 경우는 거의 일어나지 않는다. 이제까지 빙하중 해석 이론이나 방법은 한 가지 양식에 기준하는 것이었다. 이 논문에서는 합성모드로 빙판이 파괴될 때 해양구조물에 작용하는 빙하중 추정방법을 소개하여 모형 실험결과치와 그 결과를 비교하였다. 두 가지 합성모드에 대한 빙하중 추정방법인 비례파괴해석법 (Proportional Failure Method)과 국부경계해석법(Local Ice boundary Method)을 본논문에 소개하였으며, 이 두가지 방법과 함께 널리 알려진 Crushing 해석방법을 적용하여 정적 및 동적 구조물에 작용하는 빙하중을 산출/비교하였다. 동적구조물은 쇄빙선을 이용하였고, 쇄빙선이 SPM 터미널에 monopod로 연결되어있는 형태를 선택하였다. 모형 실험은 Finland의 Wartsila 실험실에서 실시 하였고, 이 실험을 통하여 쇄빙선에 작용하는 빙력 및 시간별 쇄빙선의 동적 움직임을 측정하였다. 이 논문에서는 위에서 소개된 세가지 방법으로 계산된 빙하중과 실험측정결과를 비교하였고, 이론적으로 추정한 쇄빙선의 운동을 실혐결과치와 비교하였다. Crushing방법으로 산출한 빙하중은 실제치보다 상당히 높았고, 비례파괴해석법은 Crushing 방법보다 정확한 결과를 보여주었으며, 국부경계해석법은 상당히 모형실험측정치와 가까웠다. 물론 쇄빙선의 움직임도 빙하중에 따라 변화가 심했고, 국부 경계해석법을 적용했을 때 실제 쇄빙선의 동적움직임을 가장 가깝게 추정할 수 있었다.

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Compliant Mechanism Design using a New Monolithic Approach Considering Fluid-Structure Interaction Annual Conference (모노리틱 유체-구조 연성 해석을 이용한 컴플라이언트 미케니즘 위상 최적 설계)

  • Yoon, Gil-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.574-577
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    • 2010
  • 이번 연구에서는 저속 비압축성 유체-구조 연성을 고려한 위상 최적화을 위해 새로운 모노리틱 해석을 개발한다. 이 새로운 해석 기법에서는 기존의 유체-구조 연성 시스템 해석 기법에서 유체와 구조 영역을 분리하고 연성 조건을 만족시키는 것과 다르게 하나의 일치된 해석 방정식을 유체 영역과 구조 영역에 동일하게 적용한다. 또한, 경계조건을 만족시키기 위하여 단일화 된 해석 방정식의 물성치를 바꾸어주는 새로운 방식을 제시하였다. 이 새로운 방법에서는 유체, 구조 영역을 분리하지 않고 Navier-Stoke's 방정식과 선형 탄성식을 동시에 사용하였다. 또한, 유체-구조 영역이 연성 해석 중 변화하는 것을 반영하기 위하여 구조 변위를 이용하여 Deformation tensor를 계산하였고 이를 이용하여 변형 후에서의 Navier-Stoke 방정식의 미분을 계산하는 방법을 제안하였다. 그리고, 정상 상태 유체를 가정하고 속도에 비례하는 마찰힘인 Darcy's force 항을 Navier-Stoke 방정식에 넣고 이 마찰 힘의 크기를 변화시킴으로 해서 유체 방정식에서의 연성 경계 조건을 만족시켰다. 선형 탄성 방정식에서 Divergence이론을 이용해서 경계에서 작용하는 외력이 하는 일을 내부 시스템에 하는 일로 계산하였다. 개발된 모노리스 해석 방법을 이용하여 저속 비압축성 유체가 구조에 미치는 압축력을 계산하였고 이용하여 컴플라이언트 미케니즘을 설계하였다.

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A Study on the Stability Boundaries for Single Layer Latticed Domes and Arch under Combined Loads (조합하중를 받는 단층 래티스 돔과 아치의 안정경계에 관한 연구)

  • Han, Sang-Eul;Lee, Sang-Ju;Lee, Kap-Su
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.4 no.3 s.13
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    • pp.103-109
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    • 2004
  • The lowest load when the equilibrium condition becomes to be unstable is defined as the buckling load. The primary objective of this paper is to be analyse stability boundaries for star dome under combined loads and is to investigate the iteration diagram under the independent loading parameter. In numerical procedure of the geometrically nonlinear problems, Arc Length Method and Newton-Raphson iteration method is used to find accurate critical point(bifurcation point and limit point). In this paper independent loading vector is combined as proportional value and star dome was used as numerical analysis model to find stability boundary among load parameters and many other models as multi-star dome and arch were studied. Through this study we can find the type of buckling mode and the value of buckling load.

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온양 지역 온천수의 수질 특성 : 천부 지하수와 혼합 비율 분석

  • 정복선;구민호;김형수
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2001.09a
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    • pp.199-203
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    • 2001
  • 온양온천지구의 13개 온천공에서 채취한 온천수의 수질 자료를 이용하여 심부 온천수와 천부 지하수의 혼합비를 추정하였다. 온천수의 pH, EC, 및 주요 이온의 농도는 40~54$^{\circ}C$의 범위를 나타내는 온천수의 온도와 뚜렷한 선형의 비례관계를 나타내며, 수온이 낮아질수록 천부 지하수의 수질 특성에 가까워지는 특성을 보인다. pH, $K^{+}$, F$^{-}$, 및 Si는 온도와 정(+)의 비례관계를, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, Cl$^{-}$, HCO$_3$$^{-}$, SO$_4$$^{2-}$ , NO$_3$$^{-}$ 및 EC는 부(-)의 비례관계를 나타낸다. 온천수의 온도와 수질과의 이러한 상관성은 수질 특성이 상이한 고온의 심부 온천수와 저온의 천부 지하수가 각 온천공에서 서로 다른 비율로 혼합되어 나타난 결과로 해석된다. 최고 온도를 나타내는 온천수와 온천지구 내 지하수의 수질을 끝 성분(end member)으로 가정하고 혼합비를 계산한 결과, 온천지구에서 현재 채수되는 온천수에는 20% 내외의 천부 지하수가 혼합되고 있는 것으로 나타났다. 온천수와 지하수의 수질 자료를 파이퍼 다이어그램에 도시한 결과 $Na^{+}$-HCO$_3$$^{-}$의 유형을 나타내는 13개 온천수는 전체적으로 직선 상에 분포하는 경향을 보였으며, $Ca^{2+}$-HCO$_3$$^{-}$의 유형을 나타내는 지하수는 직선의 연장선상에 분포하여 온천수와 지하수의 혼합이 일어나고 있음을 보여준다. 온천공 수질 검층 결과, 심도 145m를 경계로 지하수와 온천수가 상하부에 부존되어 있으며, 경계부에서 혼합이 발생하고 있는 것으로 추정된다.

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Effects of interface stiffness on dynamic behavior of connections between vertical shafts and tunnels under earthquake (지진 시 공동구용 수직구-터널 접속부 거동에 대한 경계면 강성 계수의 영향)

  • Kim, Jung-Tae;Hong, Eun-Soo;Kang, Seok-Jun;Cho, Gye-Chun
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.21 no.6
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    • pp.861-874
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    • 2019
  • A great interest in the seismic performance evaluation of small size tunnel structures such as utility tunnel has been taken since recent earthquakes at Pohang and Gyeongju in Korea. In this study, the three-dimensional dynamic analyses of vertical shaft and horizontal tunnel under seismic load were carried out using FLAC3D. Especially, parametric analyses was performed to investigate the effects of interfacial stiffness on interfacial behavior between soil and structure. The parametric analysis showed that the interfacial stiffness scarcely gave an effect on the global dynamic behavior of the structure, while had a significant effect on the local displacement behavior of the connections. The magnitude of the interfacial stiffness was inversely proportional to the displacement, while the magnitude of interface stiffness was proportional to the normal and shear stresses. The results of this study suggest the limitations of the existing empirical equations for interfacial stiffness and emphasize the need to develop new interfacial stiffness models.

A Study of Numerical Method for Analysis of the 3-Dimensional Nonlinear Wave-Making Problems (3차원 비선형 조파문제 해석을 위한 수치해법 연구)

  • Ha, Y.R.;An, N.H.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.16 no.5
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    • pp.40-46
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    • 2012
  • For free surface flow problem, a high-order spectral/boundary element method is adapted as an efficient numerical tool. This method is one of the most efficient numerical methods by which the nonlinear gravity waves can be simulated and hydrodynamic forces also can be calculated in time domain. In this method, the velocity potential is expressed as the sum of surface potential and body potential. Then, surface potential is solved by using the high-order spectral method and body potential is solved by using the high-order boundary element method. Using the combination of these two methods, the free surface flow problems of a submerged moving body are solved in time domain. In the present study, lifting surface theory is added to the former work to include effects of lift force. Therefore, a new formulation for the basic mathematical theory is introduced to contain the lift body in calculation.

A Numerical Solution Method of the Boundary Integral Equation -Axisymmetric Flow- (경계적분방정식의 수치해법 -축대칭 유동-)

  • Chang-Gu,Kang
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.27 no.3
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    • pp.38-46
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    • 1990
  • A numerical solution method of the boundary integral equation for axisymmetric potential flows is presented. Those are represented by ring source and ring vorticity distribution. Strengths of ring source and ring vorticity are approximated by linear functions of a parameter $\zeta$ on a segment. The geometry of the body is represented by a cubic B-spline. Limiting integral expressions as the field point tends to the surface having ring source and ring vorticity distribution are derived upto the order of ${\zeta}ln{\zeta}$. In numerical calculations, the principal value integrals over the adjacent segments cancel each other exactly. Thus the singular part proportional to $\(\frac{1}{\zeta}\)$ can be subtracted off in the calculation of the induced velocity by singularities. And the terms proportional to $ln{\zeta}$ and ${\zeta}ln{\zeta}$ can be integrated analytically. Thus those are subtracted off in the numerical calculations and the numerical value obtained from the analytic integrations for $ln{\zeta}$ and ${\zeta}ln{\zeta}$ are added to the induced velocity. The four point Gaussian Quadrature formula was used to evaluate the higher order terms than ${\zeta}ln{\zeta}$ in the integration over the adjacent segments to the field points and the integral over the segments off the field points. The root mean square errors, $E_2$, are examined as a function of the number of nodes to determine convergence rates. The convergence rate of this method approaches 2.

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