• 제목/요약/키워드: 전파 요소

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무한요소를 이용한 지반-구조물 상호작용해석 : 강제진동 및 지진응답 해석 (Soil-Structure Interaction Analysis by Infinite Elements : Simulation of Forced Vibration and Earthquake Responses)

  • Yun, Chung-Ban;Yang, Shin-Chu;Kim, Jae-Min
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1993년도 봄 학술발표회논문집
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    • pp.199-206
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    • 1993
  • 동적무한요소를 이용한 지반-구조물 상호작용에 대하여 연구하였다. 동적무한요소는 무한원방향으로 전파되어 나가는 여러종류의 지진파 성분을 동시에 모형화 할 수 있도록 개발된 축대칭요소로서, 구조물에서 멀리 떨어진 지반영역(외부영역)을 모형화 하는데 사용되었다. 반면, 구조물에 가까운 지반영역(내부영역)은 재래의 축대칭요소를 사용하여 모형화 하였다. 본 해석방법의 검증은 적충된 반무한 지반위에 놓여진 원형강판의 임피던스함수를 구하여, 이를 이론적 결과와 비교하는 방법으로 수행되었다. 또한, 지반에 일부가 묻힌 원통형구조물에 대하여 수행된 강제진동시험 결과와 실제 지진발생시 구조물의 거동기록을 같은 입력조건에 대하여 본 해법으로 구한 결과와도 비교하였다. 해석결과로 부터 본 해석방법이 구조물의 거동을 타당히 산정하여 줌을 알 수 있었다.

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구형 도파관내 임의 형상 Iris 해석을 위한 효율적인 반복 유한 요소법에 관한 연구 (A Study on the Efficient IFEM for Analyzing an Arbitrary-shaped Iris in Rectangular Waveguide)

  • 박종국;김병성;남상욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.1175-1181
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    • 2001
  • 본 논문에서는 도파관 안에 전파의 진행에 대해 단면 방향으로 놓인 임의의 모양의 iris를 해석하기 위한 효율적인 반복 유한 요소법을 제안하였다. 불연속 구조 부근의 적은 숫자의 요소만으로도, 몇 번의 경계 조건의 수정 과정을 통해 전형적인 유한 요소법으로 정확한 해를 구할 수 있음을 보였다. 제안한 방법의 타당성을 보이기 위해, 구형 도파관 내의 원형 iris를 해석하고 유한 요소 경계 적분법을 이용한 결과와 비교하였다.

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국부적 불연속을 가진 도파관의 고주파수 대역 파동 반사 및 투과 해석 기법 (A Numerical Method for Wave Reflection and Transmission Due to Local Non-Uniformities in Waveguides at High Frequencies)

  • 유정수
    • 한국음향학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.314-324
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    • 2010
  • 도파관 (waveguide structures)에 지지구조 또는 균열과 같은 국부적 불연속이 존재하는 경우, 도파관을 따라 전파되는 파동은 이러한 국부적 불연속으로 인해 반사가 발생한다. 빔과 같이 단면의 형상이 단순한 도파관에서는 국부적 불연속에 의한 저주파수 대역 반사 및 투과 특성을 스펙트럴요소(spectral element, SE)와 유한요소(finite element, FE)를 연결한 스펙트럴요소/유한요소법 (SE/FE method)으로 해석 할 수 있다. 그러나 도파관의 단면 형상이 복잡하거나 또는 고주파수 대역 해석에서는 빔 이론에 근거한 스펙트럴 요소를 이용하는 것이 부적합하다. 본 논문에서는 고주파수 대역 파동 반사 및 투과 특성 해석을 위해 스펙트럴요소 대신 스펙트럴수퍼요소 (spectral super element, SSE)를 도입하고, 이를 유한요소와 결합시킨 SSE/FE 방법을 제안한다. 이 방법은 도파관 모델링에 스펙트럴 수퍼요소를 이용하므로 레일과 같이 단면의 형상이 복잡한 도파관의 고주파수 대역 해석에 적합하다. 본 논문에서는 SSE/FE 해석에 필요한 반무한 SSE(semi-infinite spectral super element)에 대한 정식화를 먼저 수행하고, 이를 FE로 모델링한 국부적 불연속 구간과 연결하여 SSE/FE 모델을 구성하였다. 이 방법의 적용 예로써 단순 형상의 국부적 결함이 존재하는 철로 레일에 대하여 고주파수 대역 파동반사 및 투과계수를 계산하고 그 결과를 살펴보았다. 또한, 입사된 파워가 보존되어야 한다는 조건을 이용해 SSE/FE 방법의 수치오차를 추정하였다.

유한요소법에의한 유전체 도파관의 전파특성 해석 (Analysis of Propagation Characteristics of Dielectric Wavetguide by Finite-Element Method)

  • 강길범;윤대일;김정기
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권8호
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    • pp.1137-1144
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    • 1989
  • In this paper, for eliminating the spurious solutions which have been necessarily included in the solutions of earlier vectorial finite-element method, we have proposed the improved finite-element method for the analysis of dielectric waveguides in the three-component magnetic field.

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유한 요소법을 이용한 2차원 TSP 모델링 (2 Dimensional TSP Modeling Using Finite Element Method)

  • 이홍;서정희;신창수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제6권1호
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    • pp.13-22
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    • 2003
  • TSP탐사는 터널 및 지하공간의 건설 시 굴착 진행 중인 터널 주위의 지질구조를 파악하기 위하여 VSP탐사를 터널 내에 적용한 물리탐사 기법이다. 하지만 터널 굴착예정 지역의 지질구조에 따른 터널 주위에서 파의 전파특성을 보여줄 수 있는 인공 탄성파합성 알고리듬이 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존의 2차원 유한 요소 탄성파 모델링 알고리듬을 발전시켜 터널 전방에 여러 형태의 지질구조가 존재하는 경우에 대하여 2차원 시간영역 탄성파 모델링을 수행하였다. 그리고 이로부터 얻은 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 통하여 파의 전파특성을 규명하고자 하였다. 우선 TSP탐사와 동일한 형태의 송수신 배열을 한 후, 균질 매질에 대한 모델링을 수행하여 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 동시에 구해 직접파의 전파특성을 분석하였다. 그리고 터널 굴착방향과 수직인 반사면과 평행인 반사면이 존재하는 경우에 대해 각각 모델링을 수행하여 균질 매질의 경우와의 비교, 분석을 통해 반사파들의 전파특성을 고찰하였다. 또한 송신원을 수진기의 앞쪽과 뒤쪽에 배열한 두 가지 경우에 대하여 모델링을 수행하여, 두 방법의 특성과 장단점을 고찰하였다. 이와 같은 모델링을 통하여 TSP탐사자료의 해석, 역산 알고리듬의 개발 및 송수신 개발 등에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

EU 신규회원국의 기술이전과 생산성 증가에 관한 연구: 무역과 해외직접투자의 역할을 중심으로 (Technology Transfer and Productivity Growth in the EU New Member States: Role of Trade and Foreign Direct Investment)

  • 우타이 우프라센
    • 국제지역연구
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    • 제15권3호
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    • pp.29-53
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    • 2011
  • 본 논문은 거시경제와 산업별 차원에서 수입과 해외직접투자가 EU 신규회원국의 기술이전에 미치는 영향을 분석하였다. 본 논문에서는 해외직접투자 유치국의 해외기술을 받아들일 수 있는 능력과 활용할 수 있는 능력을 측정하기 위해 "효과적인 흡입지수"(Effective Absorption Index)라는 새로운 지수를 만들어 해외직접투자 유치국의 해외기술 활용도를 추정하였다. 1998년-2009년 기간 동안 12개국의 해외투자국과 10개국의 해외투자 유치국의 자료를 이용한 거시경제적 차원의 연구결과를 보면, 국내 연구개발로 인한 EU 신규회원국의 총요소생산성 증가보다는 외국 연구개발(R&D)의 기술전파효과(technical spillovers)가 더 컸던 것으로 분석되었다. 해외직접투자보다 수입이 기술전파효과에 더 중요한 역할을 하는 것으로 드러났다. 쌍무적 기술전파효과의 경우, 독일이 EU의 신흥국에 대한 기술이전에 가장 중요한 역할을 한 것으로 드러났다. 국내 R&D보다 해외 R&D의 기술이전효과가 총요소생산성 증가에 더 많은 기여를 한 것으로 분석되었다. 산업별 차원의 연구를 위해 1998년-2009년 기간에 10개국의 해외투자국과 6개국 해외투자 유치국의 17개 산업별 자료를 이용한 연구결과를 보면, 기술이전의 유형이 국가별로 다르지만 고기술산업에서 기술전파효과가 총요소생산성 증가에 크게 기여하는 것으로 나타났다.

시간영역 전자기파 전파해석을 위한 유한요소기반 PML 기법 (A Finite Element Based PML Method for Time-domain Electromagnetic Wave Propagation Analysis)

  • 이상리;김보영;강준원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.123-130
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    • 2015
  • 본 논문에서는 전자기파에 대한 수치적 파동흡수 경계모델인 Perfectly-Matched-Layer(PML)를 개발하고 PML을 연동시킨 유한요소법에 의해 콘크리트 구조물을 통과하는 마이크로파의 전파거동을 해석하는 수치적 기법을 제시한다. 콘크리트 부재와 공기로 구성된 무한매질을 PML을 경계로 하는 유한영역으로 치환하고, 이 유한영역에서 평면 전자기파에 대한 시간 영역 맥스웰방정식의 수치 해를 혼합유한요소법에 의해 계산하였다. 공기로만 이루어진 균일매질의 경우와 콘크리트 구조물이 존재하는 비균일 매질의 경우에 대하여 단일주파수 및 복합주파수를 갖는 마이크로파의 전기장을 계산하였고, 오차분석을 위해 $L^2$-놈 형태로 표현되는 정해와 수치 해의 상대오차를 정의하여 수치 해의 정확도를 평가하였다. 이 연구는 마이크로파를 이용한 철근콘크리트 구조물의 건전도평가 및 손상평가에 적용될 수 있다.

압전 밴드 갭 구조물의 면내·외 방향 체적 탄성파 전파 특성 해석을 위한 유한요소 모델링 (Finite Element Modeling for the Analysis of In- and Out-of-plane Bulk Elastic Wave Propagation in Piezoelectric Band Gap Structures)

  • 김재은;김윤영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권8호
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    • pp.957-964
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    • 2011
  • 본 연구에서는 압전 밴드 갭 구조물(포논 결정) 에 대한 체적 탄성파의 전파 특성을 주파수 및 모드 별로 파악하기 위한 유한 요소법의 적용 방안을 제안하였다. 이를 위해 체적 탄성 진행파의 면내 모드 뿐만 아니라 면외 모드를 포함하도록 3 차원 주기 경계 조건을 고려하였다. 특히, 체적 탄성파 모드 간의 비연성 특성을 전기 분극 방향에 따라 유도한 다음, 그 결과를 유한 요소 모델링에 반영하였다. 제안된 방법은 실제 시뮬레이션을 통해 다양한 형태의 압전 밴드 갭 구조물의 파동 특성 분석에 적용될 수 있는 일반적이고 효율적인 방법임을 확인하였다.

유한 요소 해석 기법을 이용한 고속 철도 차량의 집전 성능 해석 (Analysis of the Current-Collection Performance of a High-Speed Train Using Finite Element Analysis Method)

  • 정성필;박태원;김영국;박찬경;백진성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권7호
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    • pp.827-833
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    • 2011
  • 본 논문에서는 상용 유한 요소 해석 프로그램인 SAMCEF 를 이용하여 고속 철도 차량의 집전성능을 예측할 수 있는 해석 모델을 개발하였다. 3 자유도 스프링-댐퍼-질량의 판토그래프 모델을 생성하였고, 실제 시스템과의 리셉턴스를 비교함으로써 신뢰성을 검증하였다. UIC 799 OR 기준에서 제시한 가선계의 이론적 파동전파 속도와 가선계 유한 요소 해석 모델에서 측정한 파동 전파 속도를 비교 하였다. 드로퍼의 길이를 조절하여 전차선의 중력에 의한 초기 처짐 현상을 구현하였다. 가선계와 판토그래프를 접촉 요소를 이용하여 연성하였으며, 판토그래프가 300 km/h 및 370 km/h 로 주행할 때의 접촉력 변화를 도출하였다. 접촉력의 평균, 표준편차, 최대 및 최소값 등을 분석함으로써 본 논문에서 제시한 해석모델의 유효성을 검증하였다.

외해 경계에서의 수심 불연속에 의한 항만 공진의 정해 유도 (Derivation of Correct Solutions for Harbor Oscillations by Depth Discontinuity along Offshore Boundary)

  • 정원무;박우선;서경덕
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.254-261
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    • 2001
  • 장주기파가 깊은 바다에서 수심이 급격히 감소하는 대륙사면을 지나 대륙붕 위로 전파해 들어오는 경우 육지에서 반사된 파가 대륙사면에서 외해로 전파해 나가지 못하고 재반사되어 들어오기 때문에 육지 쪽에서 커다란 수위진동을 일으키는 것은 잘 알려진 사실이다. Liu(1986)는 반원형 외해 경계를 따라 수심의 불연속이 존재하는 지형을 가정하여 이러한 현상을 해석하였으나 그의 해석해에는 오류가 있었다. 본 논문에서는 직선해안 및 직사각형 항만에 대한 Liu(1986)의 해석해를 수정하고, 이를 정 등(1998)의 확장형 완경사방정식에 기초한 Galerkin 유한요소 모형에 의한 결과와 비교하여 확인하였다.

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