• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.796-800
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• 2009

토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.3
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• pp.31-38
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• 2003

In the present work, a nonlinear inverse perturbation method which has been used in the structural optimization, is adopted so as to identify the structural damages. Unlike the structural optimization, a larger number of constrained equations than the number of unknown parameters are often required detect structural damage. Therefore, nonlinear least squares method is utilized to solve the problem. Because only a limited number of sensors are available I real situation of damage detection, the determination of sensor location becomes one of the most important issues. Hence, this work concentrates on the issue of sensor placement in the framework of nonlinear inverse perturbation method, and the performances of various methodologies concerning to sensor placement are compared with each other. The comparisons show tat the successive elimination method gets good performance for sensor placement. From the several numerical studies, it is confirmed that the inverse perturbation method, combined with the successive elimination method, is very promising in structural damage detection.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.761-762
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• 2009

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.20 no.2
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• pp.212-218
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• 2008

A possible source of resonant problems in a harbor is long waves generated by incident wave groups. The analytical solutions of the governing equations of second-order long waves derived using a multiple-scale perturbation method consist of the locked and free long waves. The locked long waves propagate at some group velocity, whereas the free long waves propagate at the shallow-water speed. To study the resonance of free long waves, a trapezoidally varying topography is employed. With certain combinations of incident angle, water depth, and ambient current velocity, free long waves can be trapped and resonated.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.14 no.12
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• pp.1354-1359
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• 2004

This paper is concerned with the application of perturbation method to the dynamic analysis of floating flexible body. In dealing with the dynamics of free-floating body, the rigid-body motions and elastic vibrations are analyzed separately. However, the rigid-body motions cause vibrations and elastic vibrations also affect rigid-body motions in turn, which indicates that the rigid-body motions and elastic vibrations are coupled in nature. The resulting equations of motion are hybrid and nonlinear. We can discretize the equations of motion by means of admissible functions but still we have to cope with nonlinear equations. In the previous paper, we proposed the use of perturbation method to the coupled equations of motion and derived zero-order and first-order equations of motion. The derivation process was lengthy and tedious. Hence, in this paper, we propose a new approach to the same problem by applying the perturbation method to the Lagrange's equations, thus providing a systematic approach to the addressed problem. Theoretical derivations show the efficacy of the proposed method.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.31 no.1
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• pp.11-18
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• 2012

In this paper, the occurrence of a stopband phenomenon when an acoustic wave propagates through periodically corrugated ducts is discussed using theoretical and BEM analyses. A 2-D duct with sinusoidally corrugated upper and lower walls is considered. When the magnitude of the sinusoidal corrugation is sufficiently small compared to the duct's height, the wave equation is solved with the multiple scaling perturbation method. Then stopbands for Bragg and non-Bragg resonances are computed from the condition where frequency becomes a complex number. A 2-D BEM analysis is performed to compute insertion loss of the duct, and stopbands are confirmed as predicted by analytical analysis.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.205-205
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• 2022

본 연구에서는 심해 선형파 조건에서 수중 투과성 방파제 주변의 유속장에 대해 nonhomogeneous Riemann-Hilbert problem을 이용한 해석해 및 수치해를 도출하고, 이를 반사계수와 투과계수를 산정하는 데에 활용한다. 여러 개의 얇은 투과성 판이 일렬로 배열되어 수중에 고정되어있고 규칙파가 작용하는 경우, Riemann-Hilbert problem을 정의할 수 있다. 본 연구에서는 얇은 판으로 이루어진 수중 방파제에 대한 homogeneous Riemann-Hilbert problem을 푸는 것을 넘어, 투과성 판으로 이루어진 수중 방파제에 대해 nonhomogeneous Riemann-Hilbert problem을 정의하고, 이에 대해 무한경계조건과 판 근처에서의 유속장 경계조건을 이용해 해석해를 유도하였다. 투과성 방파제의 경우 permeable boundary를 가지므로 제시한 상황은 기하학적 비선형성을 지닌다. 이에 대해 투수성을 기초로 미소 매개변수를 정의하고, 섭동법(perturbation method)을 이용해 유속장에 대한 leading order solution과 first order solution을 도출하였다. Leading order solution은 Evans (1970) 등의 선행연구에서 제시한 해와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였고, First order solution을 이용해 반사계수와 투과계수를 산정하여 방파제의 투수성이 유속장에 미치는 영향을 고려하였다. 아울러 수치해를 도출하여 해석해의 결과와 비교 및 분석하였다. 본 연구에서 제시한 해석해는 방파제에 가해지는 힘을 산정하는 등 다양한 방향으로 활용 가능하며, 향후 수치해나 실험값을 비교, 검증하기 위한 기초 자료로써 활용될 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.32 no.2
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• pp.177-190
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• 1996

구조물의 동적 응답 해석 문제에 대해서, 확률 유한요소법을 논의코자, 기조의 유한요소 해석법에 수반 변수법(adjoint variable approach)과 2차 섭동법(second order perturbation method)을 적용한다. 동적 민감도의 시간 응답을 고려하기 위해서 모든 시간에 대해서 갖는 구속 조건의 범함수 형태를 취하고, 시간 적분에 있어서 중첩법(fold superposition technique)에 근거를 둔 수치 해석이 훨씬 더 효과적임을 보인다. 본 논문의 확률 유한요소 해석법은 기존의 유한요소 해석법은 기존의 유한요소 코드에 맞추어 쉽게 적용할 수 있는 이점이 있음을 보이며, 이의 검정을 위해서, 2차원과 3차원 프레임 구조물에 대한 수치 해석을 하고 그 결과를 검토해 보았다.

• Journal of Korean Port Research
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• v.10 no.1
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• pp.37-51
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• 1996

2차의 섭동법과 경계요소법에 기초한 시간영역해석법은 불규칙파의 파동장에 있어서 파-구조물의 비선형간섭을 해석할 수 있는 해석법이지만. 파와 구조물의 운동이 정상상태에 도달하기까지 시간스텝으로 계산을 수행하여야 하므로 계산시간이 매우 길어지고, 각 성분파와 그에 의한 운동요소를 평가하는 것이 어렵다. 반면에 주파수영역해석법은 계산시간이 짧고, 각 성분요소들의 변화특성을 쉽게 판단할 수 있지만, 불규칙파동장으로의 적용이 현실적으로 어렵다는 단점을 가진다. 본 연구에서는 잠제 등에 대해서 전개되어 있는 주파수영역해석법을 임의형상의 부체 구조물에 대해 새롭게 수식의 전개를 수행하고, 압축공기주입 부체구조물에 적용하여 실험 및 이론해석결과로부터 그의 타당성을 확인한다. 이 때 압축공기의 거동은 Boyle법칙을 사용하여 평가한다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.13 no.5
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• pp.389-396
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• 2003

It is shown that the cubic law can be modified regarding the steady-state Navier-Stokes equations by using perturbation approximation method for a sinusoidal aperture variation. In order to adopt the perturbation theory, the sinusoidal function needs to be non-dimensionalized for the amplitude and wavelength. Then, the steady-state Navier-Stokes equations can be solved by expanding the non-dimensionalized stream function with respect to the small value of the parameter (the ratio of the mean aperture to the wavelength), together with the continuity equation. From the approximate solution of the Navier-Stokes equations, the basic cubic law is successfully modified for the steady-state condition and a sinusoidal aperture variation. A finite difference method is adopted to calculate the pressure within a fracture model, and the results of numerical experiments show the accuracy and applicability of the modified cubic law. As a result, it is noted that the modified cubic law, suggested in this study, will be used for the analysis of fluid flow through aperture geometry of sinusoidal distributions.