• 제목/요약/키워드: 시간 영역 경계요소법

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비선형 SSI 해석을 위해 Spring-Damper 에너지 흡수경계조건을 적용한 BRM의 유한요소 모델링 범위에 따른 응답평가 (Evaluation of the Response of BRM Analysis with Spring-Damper Absorbing Boundary Condition according to Modeling Extent of FE Region for the Nonlinear SSI Analysis)

  • 이은행;김재민;정두리;주광호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.499-512
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    • 2016
  • 경계반력법은 일반적인 복합법에서 필요한 진동수영역과 시간영역의 반복 작업이 필요없는 두 단계의 시간수영역 부구조법이다. 경계반력법은 다음의 두 단계로 나누어진다: (1) 진동수영역에서 선형구간과 비선형구간 경계에서 경계반력계산, (2) 시간영역에서 경계반력을 이용한 파동방사형문제 해석. 이때 시간영역에서는 파동방사형문제를 모사하기 위해 근역지반을 모델링한다. 이 연구에서는 면진원전구조물의 비선형 SSI 해석을 위한 BRM 해석의 근역지반 모델링 범위에 따른 응답을 평가하였다. 이를 위해 등가선형 SSI 문제를 이용하여 매개변수해석을 수행하였다. BRM 응답의 정확성을 평가하기 위해 BRM 응답은 재래의 SSI 해석의 응답과 비교하였다. 수치해석결과 BRM 해석을 위한 근역지반 모델링 범위는 기초의 크기뿐만 아니라 지반조건의 영향을 받았다. 마지막으로, BRM 해석을 면진원전구조물의 비선형 SSI 해석에 적용하므로 BRM의 정확성과 효율성을 입증하였다.

경계요소법을 이용한 비선형파의 재현 (Simulation of Nonlinear Water Waves using Boundary Element Method)

  • 오영민;이길성;전인식
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.204-211
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    • 1993
  • Laplace 방정식을 Green 공식으로 해석한 경계요소법을 이용하여 수치수조에서 비선형파를 재현하였다. 미지수는 유체영역의 경계에 설정한 각 절점에서의 속도포텐셜과 수면변위이며 이를 구하기 위하여 지배방정식과 자유수면 경계조건을 기본식으로 하는 연립 1차방정식을 구성하였다. 동력학적 자유수면 경계조건에서 속도의 제곱항을 고려하였으며 자유수면 경계에서 속도포텐셜의 연직변화를 고려하여 이의 시간미분을 계산하였다. 본 수치모델을 이용하여 고립파와 Stokes의 2차 파낭을 재현한 결과, 이론치와 매우 잘 일치함을 확인하였다.

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비선형 지반-구조물 상호작용해석을 위한 새로운 복합법 (A New Hybrid Method for Nonlinear Soil-Structure Interaction Analysis)

  • 김재민;최준성;이종세
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 이 논문에서는 비선형 지반-구조물 상호작용해석을 위한 새로운 시간-주파수영역 복합법을 제시하였다. 제안한 방법은 등가선형 지반-구조물 상호작용해석 프로그램과 범용 비선형 유한요소해석 프로그램을 동시에 사용하는 실용적인 방법이다. 이 방법에서는 먼저 주파수영역에서 등가선형 지반-구조물 상호작용해석을 수행하여 유한요소 영역의 경계면에서 응답을 구한 다음, 이를 범용 비선형 유한요소해석 프로그램에 의한 비선형 동적해석의 시간의존 경계조건으로 입력한다. 제안된 방법의 검증을 위하여 2차원 지하철 정거장 구조물에 대한 지진해석을 수행하였다. 이를 위하여 등가선형 지반-구조물 상호작용해석 프로그램 KIESSI-2D와 비선형 유한요소해석 프로그램 ANSYS를 사용하였다 수치적인 해석결과로부터 이 연구에서 제안한 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.

섬유가 보강된 단일방향 점탄성 복합재료에 발생하는 특이 잔류 열응력의 경계요소해석 (Boundary Element Analysis of Singular Residual Thermal Stresses in A Fiber-Reinforced Unifirectional Viscoelastic Laminate)

  • 이상순;박준수
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.181-187
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    • 1996
  • 이 논문에서는, 탄성 섬유와 점탄성 기지로 구성된 2차원의 단일방향 복합재료가 높은 제작온도로 부터 실온으로 냉각될때 섬유와 기지사이의 계면에서 발생하는 특이 열응력을 조사하고 있다. 계면을 따라 발생하는 잔류 열응력의 특성을 조사하는데 시간영역 경계요소법을 적용하였다. 수치해석 결과에 의하면, 계면응력들은 자유경계면 근처에 이르러 급속히 커지는데, 이러한 특이 잔류응력들은 자유경계면 가까이에서 국부 항복을 일으키거나 섬유와 기지의 결합분리를 야기시킬수 있다.

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수치해석을 이용한 머리전달함수의 계산 및 음장해석 (Numerical Simulation of Head Related Transfer Functions and Sound Fields)

  • 최성훈
    • 한국음향학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.94-103
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    • 2001
  • 수치해석 방법을 이용하여 실험으로 구한 머리전달함수 (Head Related Transfer Function: HRTF)를 컴퓨터 시뮬레이션으로 대치하고, 청취자의 머리 주변에서의 음장을 가시화하는 방법에 대해 다룬다. 본 논문에서는 경계요소법 (Boundary Element Method)과 무한요소법 (Infinite-Finite Element Method)의 두 가지 방법을 이용한다. 지금까지는 더미헤드 (Dummy-Head)등을 이용한 실험으로 머리전달함수를 구하였는데 이 실험에는 상당한 시간과 장비가 필요하다. 3차원 레이저스캐너를 이용하여 KEMAR 더미헤드의 형상을 측정하고 이것을 여러 다른 요소 수를 가지는 경계요소모델 및 무한요소모델로 변환하여 머리전달함수를 계산하고 모델의 요소 크기와 적용 가능한 주파수 대역과의 관계에 대해 분석한다. 측정을 통해 구한 머리전달함수와 비교하여 모델을 검증하고 음향학의 상반원리를 적용하여 머리전달함수의 데이터베이스를 구한다. 또한 몇 가지 가상음향 시스템에 대한 음장해석을 통해 주파수 및 시간영역에서의 음장을 가시화한다.

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3 차원 시간영역 근사비선형 2 차경계요소법에 의한 선체의 대진폭 운동 및 파랑하중 계산 (Estimation of Large Amplitude Motions and Wave Loads of a Ship Advancing in Transient Waves by Using a Three Dimensional Time-domain Approximate Body-exact Nonlinear 2nd-order BEM)

  • 홍도천;홍사영;성홍근
    • 대한조선학회논문집
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    • 제47권3호
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    • pp.291-305
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    • 2010
  • A three-dimensional time-domain calculation method is of crucial importance in prediction of the motions and wave loads of a ship advancing in a severe irregular sea. The exact solution of the free surface wave-ship interaction problem is very complicated because of the essentially nonlinear boundary conditions. In this paper, an approximate body nonlinear approach based on the three-dimensional time-domain forward-speed free-surface Green function has been presented. The Froude-Krylov force and the hydrostatic restoring force are calculated over the instantaneous wetted surface of the ship while the forces due to the radiation and scattering potentials over the mean wetted surface. The time-domain radiation and scattering potentials have been obtained from a time invariant kernel of integral equations for the potentials which are discretized according to the second-order boundary element method (Hong and Hong 2008). The diffraction impulse-response functions of the Wigley seakeeping model advancing in transient head waves at various Froude numbers have been presented. A simulation of coupled heave-pitch motion of a long rectangular barge advancing in regular head waves of large amplitude has been carried out. Comparisons between the linear and the approximate body nonlinear numerical results of motions and wave loads of the barge at a nonzero Froude number have been made.

이동경계를 고려한 유한요소 해수류동모형 (A Finite Element Hydrodynamic Model far Moving Boundary Problems)

  • 정태성;김창식
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.146-155
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    • 1992
  • 지금까지 연안조류를 예측하는 대부분의 유한요소 수치모형은 육지경계를 고정하여 사용하여 왔으나, 조간대가 넓게 발달한 우리나라 서해연안에서의 적용은 현실적이지 못하였다. 본 연구에서는 이동경계(조간대)를 고려한 유한요소법에 관한 평면 2차원 해수류동 수치모형을 수립하였다. 유한요소의 형태로는 3각형을 사용하였으며, 시간적분방법으로는 양해법을 사용하였다. 수립된 수치모형은 한쪽이 열린 경계와 다른 한쪽에 조간대를 갖는 장방형 수노에서 모형의 조간대 처리에 대한 특성이 분석 되었으며, 전나남도 해남군과 진도군사이에 위치한 마노해, 특히 울돌목의 조류계산에 적용되었다. 모형의 현장 적용으로부터 이동경계 처리를 포함한 수치모형의 타당성을 입증하였으며, 고천암적제의 건설에 따라 조간대 영역의 큰 변화를 갖는 마로해에서 조류분포의 변화와 최대 약 12노트에 달하는 유속을 갖는 울돌목부근에서의 조류 분포특성을 재현하였다. 본 모형은 신한요소법을 사용함으로써 서, 남해와 같이 해안선이 복잡한 해역에서 해안선을 보다 정확하게 표현할 수 있으며, 조간대의 변화를 이동경계를 사용함으로써 해안선부근의 조류예측의 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다.

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전자기 과도현상 해석을 위한 다단자 회로망 등가표현법 (Equivalent Model of a Multiport Network for Electromagnetic Transients Studies)

  • 홍준희;조경래;정병태;김성희;안복신
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.878-879
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    • 1997
  • 본 논문에서는 전자기 과도현상 해석을 위한 다단자 회로망 등가표현법을 제안한다. 이 방법은 M개의 경계모선을 가진 축약대상 계통의 과도특성을 시간 영역에서 분석하며 이를 이용해 M 개의 노톤형 이산시간 등가 어드미턴스 필터꼴의 등가시스템을 구현한다. 이 때 각각의 등가 어드미턴스 필터 모델들은 해당 경계모선에서의 구동점 어드미턴스 특성을 나타내는 부분과 나머지 M-1 개의 등가 종속전류원으로 구성된다. 또한 이 등가 종속전류원들은 각 경계모선을 연결하는 분포정수 회로요소들로 인한 시지연 효과를 명확하게 반영할 수 있는 구조를 갖는다. 완성된 M 단자쌍 모델을 해석대상 시스템에 대한 이산시간 표현형과 쉽게 결합하여 원하는 전자기 과도현상 모의해석을 수행할 수 있다. 축약대상 시스템과 2 개의 경계모선을 통해 연결된 시험계통을 대상으로 모선지락 사고시 과전압과 스위칭 써지를 모의해석한 결과 제안하는 방법이 타당함을 확인할 수 있었다.

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대진폭 조화 운동을 하는 잠수구에 의한 비선형 조파현상의 시간영역 해석 (Time-Domain Analysis of Nonlinear Wave-Making Phenomena by a Submerged Sphere Oscillating with Large Amplitude)

  • 김용직;하영록
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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    • pp.382-385
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    • 2006
  • A high-order spectral/boundary-element method is newly adapted as an efficient numerical tool. In this method, the velocity potential is expressed as the sum of surface potential and body potential. Then, surface potential is solved fly using the high-order spectral method and body potential is solved fly using the high-order boundary element method. Through the combination of these two methods, the wave-making problems fly a submerged sphere moving with the large amplitude oscillation are solved in time-domain. With the example calculations, nonlinear effects on free-surface profiles and hydrodynamic forces are shown and discussed.

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