• 제목/요약/키워드: 적분 해석방법

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탄성평판 굽힘문제를 위한 경계적분 근사해 (A Boundary Integral Approximation for Bending of Elastic Plates)

  • Kim, Jin Woo
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.57-66
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    • 2002
  • 본 연구는 굽힘 하중하에서 탄성평판 구조 해석을 위한 경계적분방법 구성을 주목적으로 하고 체계적인 모듈화시스템 개발의 첫 이론 부분을 확립하였다. 굽힘 문제에서의 4개의 고유변수인 처짐, 기울기, 굽힘모우멘트, 상당 전단력의 항으로 경계적분방정식을 구성하였다. 물리적인 의미를 갖는 두 새로운 핵함수 도입으로 구성된 이들 적분방정식은 경계요소 구성시 나타나는 특이거동의 문제점을 간단한 두 탄성해에 의해 정규화 시켰으며 수치 적분 과정도 Cauchy 주치 적분 수렴성에서의 특별취급과는 달리 효율적으로 일반화시켰다. 경계적분식의 수치해석방법을 서술하였으며 집중하중하의 비대칭문제의 근사수치해를 도시하였다.

물체력이 작용되는 반무한영역문제의 비선형유한요소-경계요소 조합해석 (Analysis of Semi-Infinite Problems Subjected to Body Forces Using Nonlinear Finite Elements and Boundary Elements)

  • 황학주;김문겸;허택녕;나경웅
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.45-53
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    • 1991
  • 지하구조물은 물체력과 초기응력이 지배적인 하중조건이 되며, 무한 또는 반무한영역을 경계로 한다. 또한 굴착면 주위에는 응력집중에 의해 비선형 거동이 발생한다. 본 논문에서는 경계요소법으로 물체력과 초기응력을 해석하기 위하여 영역적분은 경계 적분화하였다. 물체력에 대한 영역적분은 Galerkin텐서와 발산정리를 사용한 방법과 극좌표를 이용한 직접적분 방법으로 경계적분화하였고, 초기응력에 대한 영역적분은 극좌표를 이용한 직접적분 방법을 응용하여 경계적분화하였다. 경계요소해석 결과는 유한요소해석 결과와 비교하여 검증하였고 검증된 경계요소 프로그램을 비선형 유한요소 프로그램과 조합하여 굴착면 주위에 발생하는 비선형 거동을 합리적으로 해석하도록 하였다. 경계요소법에서 고려하기 어려운 물체력과 초기응력에 대한 영역적분을 경계적분화하여 효율적으로 해석할 수 있었으며, 조합해석 방법으로 비선형 거동을 합리적으로 해석할 수 있었다. 본 연구의 결과는 지하구조물의 해석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Wiener - Hopf 方法 (II)

  • 이두성
    • 기계저널
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    • 제22권4호
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    • pp.316-323
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    • 1982
  • 전고에서는 후리에변환에 의하여 그 해를 구할 수 있는 문제중 Wiener-Hopf 방법의 사용을 요 하는 문제들에 대하여 고찰하였고 예제들의 해를 구하므로서 그 해석 방법을 알아보았다. 본 강좌에서는 적분 방정식의 해를 그 인수가 초등할수인 다른 핵으로 대체하여 근사해를 구하는 방법과 마지막으로 dual 적분방식을 다루고 Wiener-Hopf 방법에 대한 강좌를 끝내고자 한다.

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지반-구조물의 상호작용해석을 위한 동적무한요소 (Dynamic Infinite Elements for Soil-Structure Interaction Analysis)

  • 양신추;윤정방
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.47-58
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    • 1991
  • 본 논문에서는 무한요소를 이용한 지반-구조물 상호작용 해석에 대하여 연구하였다. 적층지반(Layered Soil)과 같이 여러 가지 응력파가 동시에 전파되는 탄성지반의 외부영역을 효과적으로 모형화할 수 있는 동적무한요소를 개발하였으며, 요소행렬 구성시 수반되는 무한대 방향으로의 적분을 효과적으로 수행하기 위하여 Gauss-Laguerre 적분방법을 기초로 하여 새로이 고안된 적분방법을 제시하였다. 이 방법의 타당성은 반무한 탄성지반과 적층된 반무한 탄성지반 위에 놓여 있는 원형강판의 임피던스(Impedance) 함수를 구하여 해석적으로 구한 값들과 비교함으로써 검토하였다.

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Romberg 적분법을 위한 Systolic Array (Romberg's Integration Using a Systolic Array)

  • 박덕원
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.55-62
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    • 1998
  • 이 논문은 수치해석에서 적분값을 구하는데 이용되는 Romberg 적분법이 많은 계산량으로 인하여 소프트웨어적인 방법으로는 처리 속도가 떨어지므로 수치처리를 위한 툴 키트를 사용시 처리속도가 떨어진다. 그래서 이 논문에서는 시스토릭어레이를 이용하여 Romberg 적분법에 적분값을 구하는 새로운 하드웨어를 제안하였다. 이 새로운 하드웨어는Romberg 적분법이 2단계로 나누어져있어서 2단계의 시스토릭어레이로 설계를 하였다. 첫번째 단계는 사다리꼴 적분법에 의해서 근사치를 구하고, 두 번째는 단계는 구해진 적분값을수렴속도도 빠르고 근사 값을 정확하게 하기 위해서 오차의 위수를 높여 가는 방법에 많이사용하는 Richardson의 외삽법을 적용하여 적분값을 구하는 것이다.

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비배수 지하굴착의 거동에 관한 수치해석적 방법

  • 이승래
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1989년도 추계 학술발표회 강연집
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    • pp.1.1-10
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    • 1989
  • 본 연구에서는 유효응력 개념에 기초를 둔 응력-변형을 관계식을 이용하여 비배수 지하굴착 거등을 모댈하기 위한 수치해석적 방법이 개발된다. 비배수 조건 시 적용되는 체적불변형 조건은 조건방정식(Penalty formulation)의 혁태로 공극수압 변수를 이용하여 주어지며 결과되는 유한요소 방정식에 상닻히 른 물외 체적변형 개수를 부여함으로서 이루어진다. 이러한 형태와 조건식은 지하굴착 과정에서 발생되는 비배수 공극수압의 계산을 가능케 한다. 체적불변형 조건 부여 시 발생되는 mesh locking은 그 결과에 상당한 영향을 미치므로 이러한 mesh locking 문제는 T-방법에 근거를 둔 salective 적분방법월 적용함으로서 해결될 수 있다. 또한 흙의 거등을 모델하기 위하여 사용 된 Cam-Clay모텔과 Drucker-prager모텔에 새로운 implicit 웅력적분 방법을 적용함으로서 효율적인 방법으로 비선형거동을 해석할 수 있다. 개발된 지하 굴착 해석방법의 적용성을 검증하기 위하여 실재 현장에서 측정된 지하굴착 거동을 예제로 이용하였다.

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Implicit 수치적분 방법을 이용한 조립토에 관한 구성방정식의 수행 (Implicit Numerical Integration of Two-surface Plasticity Model for Coarse-grained Soils)

  • 최창호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권9호
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    • pp.45-59
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    • 2006
  • 탄소성 구성방정식은 주로 미분방적식(rate equation)으로 이루어져 있기 때문에 유한요소법 등을 이용한 지반구조물 해석시 미분방정식들에 대한 수치적분을 수행할 수 있는 방법이 필요하다. 구조물의 거동을 해석할시 미분방정식들을 위한 적분방법은 해석결과의 정확성과 유한요소법 모델링의 안전성에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 최근에 개발되어 사용되고 있는 흙에 관한 구성모델인 "Two-surface soil plasticity model (Manzari and Dafalias 1997)"을 Implicit return-mapping 수치적분방법을 이용하여 실행하는 과정을 제시한다. 본 연구에서 사용된 수치적분방법은 Closest-Point-Projection Method(CPPM) 방법으로 탄성 예측자-소성 교정자(elastic predictor-plastic corrector) 개념을 Implicit Backward Euler방법으로 체계화 시킨 알고리듬이다. 본 연구에서 수행한 "Two-surface soil plasticity model"은 조립토의 비선형거동을 해석하며, Bounding surface 개념 및 비선형 등방경화와 이동경화법칙을 사용하는 모델이다. 본 연구는 CPPM 방법이 정확하고 안정되며 유용한 수치적분을 수행할 수 있는 알고리듬이라는 것을 제시한다. 또한, CPPM 알고리듬은 구성방정식의 해를 반복적으로 해석하는 동안 "Consistent tangent operator $d{\sigma}/d{\varepsilon}$"를 제공하므로, 비선형 유한요소 해석이 2차(quadratic convergence rate)의 수렴 조건을 만족하는데 기여한다는 것을 보여준다.

탄소성 구성 모델의 수치 응력 적분을 위한 단계분할 절차에 관한 연구 (Modification of the Sloan치s Substepping Scheme for the Numerical Stress Integration of Elasto-plastic Constitutive Models)

  • 김범상;정충기
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권4호
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    • pp.129-140
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    • 1998
  • 탄소성 유한 요소 해석은 기지의 변형률 증분에 대한 응력 적분을 필요로 하며, 탄소성 구성 모델의 경우 특별한 경우를 제외하고는 해석적인 응력 적분이 불가능하고 수치적인 방법을 필요로 한다. 이때 응력 수치 적분의 정확도가 비선형 유한요소해의 전체적인 정확도에 상당히 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 탄소성 구성 관계의 응력 적분을 위하여 외연적 방법중의 하나로서 Sloan이 제안한 단계분할 절차를 보완하여 안정적이고 정착한 응력 수치 적분법을 제시하고자 한다. 수정 오일러 절차에 따른 오차 조절의 기본 개념은 그대로 사용하고 오차를 평가하는 기준에 응력 수준이 영향을 미치는 단점을 보완하여 응력 수준에 관계없는 안정적이고 정확한 수치 적분법을 제시하였으며, 그 결과의 신뢰성을 삼축시험모사를 이용하여 검증하였다.

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최대경사 적분법을 이용한 지면위 큰 대형 표적의 산란 특성 (Scattering of arbitrarily large targets above a ground using steepest descent path integration)

  • 이승학;김채영;이창원
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제39권7호
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    • pp.38-45
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    • 2002
  • 본 논문은 손실 매질 내에 매설된 선 전류 안테나에 의한 크기가 큰 완전도체 표적의 산란파를 해석하기 위한 전장적분식을 도출하였다. Sommerfeld 형태의 적분은 어떤 해석영역에 대하여 계산의 어려움과 제약들을 가지고 있으며, 많은 계산시간이 필요하다. 반면 최대 경사적분은 빠른 결과의 산출을 제공하였으며, 또한 그 계산 결과는 모든 해석 영역에 적용 가능하다. 임의의 완전도체 표적의 산란파는 최대경사적분법과 MOM 방법이 사용되었으며, 계산 결과는 가우시안 구적법과 GPOF 방법에 의해 비교되었다.

유한요소법과 해석해의 결합에 의한 선전류 문제의 해석 (Analysis of Magnetic field with Line Source by Coupling FEM and Analytical Solution)

  • 조진석;김영선;이기식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.55-59
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    • 2004
  • 유한요소법을 이용하여 전자장을 해석할 경우 전류원이 전 영역에 비해 극히 작은 영역이면, 요소분할 과정에서 소스부분을 세분하여야 하므로 결국 미지수의 증가를 가져오게 된다. 또한, 선전류 문제의 경우 2차원 유한 요소 해석이 용이하지 않다. 이를 보안하기 위해 본 논문에서는 소스가 선전류이고 관심 영역이 선전류원으로부터 떨어져 있는 경우, 소스 영역은 해석해를 적용하여 유한요소법과 결합하는 방법을 제시하였다. 해석적인 해는 원통좌표계에서 반정에 대한 멱함수와 회전각도에 대한 삼각함수의 곱의 형태로 표현된다. 이때 두 종류의 적분 상수가 있는데, 이는 경계상의 포텐셜값과 유한요소법의 경계 적분항을 푸리에급수로 전개한 계수로 표현된다. 제안한 알고리즘의 검증을 위하여 해석해가 존재하는 모델을 설정하여 해석적인 방법, 기존의 유한요소 법 및 결합 방법에 의한 해를 비교 검증하였다.

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