• Title/Summary/Keyword: 평형방정식

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Unsteady Flow in a Roof Drain (지붕 배수의 부정류)

  • 황창호;윤태훈
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 1989.07a
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    • pp.163-172
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    • 1989
  • 강우로 인한 급경사면의 흐름 해석은 지배방정식인 연속방정식과 운동량 방정식에 의해 수치적으로 해석된다. 이에대한 해석 방법에는 수문학적인 방법과 수리학적인 방법이 있는데, 본 연구에서는 세인트 베난트 방정식을 초기 및 경계조건에 맞게 푸는 수리학적인 방법을 이용하였고, 일반적인 완경사면에서 그 영향이 작아 무시되었던 경사의 영향을 고려한다. 수치해석 과정은 지배방정식에 무차원 매개변수를 도입하여 6점 음해법을 이용하여 해석하였다. 수치실험은 마닝(Manning)의 조도계수 n을 변화시키면서, 각각 검사에서 강우에 의한 평형상태에 도달한 이후의 수심과 유량, kinematic flow 수, 후르드 수, 평형상태 도달시간등 변수 상호간의 관계를 고찰하였다.

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Motions of Asymmetric Particles in A Periodic Cellular Flowfield (주기적인 Cellular 유동장내에 놓여진 비대칭형 입자의 운동에 관한 연구)

  • 김윤제
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.8 no.2
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    • pp.139-146
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    • 1996
  • 2차원 비점성 Euler 방정식의 Stuart 해에 의하여 주어지는 주기적인 유동장, 소위 말하여 Stuart와동장내에 놓여있는 아주 작은 비대칭성 입자의 다양한 부력 변수에 따른 침 강운동을 고찰하엿다. 본 연구에서 사용한 수치방법은 매질의 준전적인 Stokes 방정식과 입 자의 평형방정식을 연계하였다. 다양한 초기 배향각 또는 형상비에 따른 궤적이나 각변화를 예측하기 위하여 힘과 토오크 관계식을 입자의 운동방정식에 적용하였으며 4차 Runge-Kutta 방정식을 이용하여 입자의 운동을 규명하였다.

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비열평형 대기의 원자스펙트럼

  • Kim, Gap-Seong
    • Publications of The Korean Astronomical Society
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    • v.5 no.1
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    • pp.40-64
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    • 1990
  • 복사전달식, 통계평형식 및 전하 입자 보존식을 동시에 만족시키는 비열평형상태의 대기에 대하여 그 방출원자스펙트럼을 수치계산하였다. 등온, 중압의 비열평형 태양홍염을 대상모델로 선정하였는데 여기에 적응한 제한조건중 복사전달에 관련된 편미분방정식은 3점 근사 차분법에 의해 정리하였고 홍염중심에 대칭성을 가정하여 경제조건을 부여하였으며 대기의 물리상태에 관련된 비선형 연립방정식의 해는 완전선형화 기법을 통한 퓨트리에 소거법을 이용해 구하였다.

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Dynamic analysis of magnetic head slider at ultra low clearance (마그네틱 헤드 슬라이더의 극소 공기막에 대한 동특성 해석)

  • 장인배;한동철
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.6
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    • pp.1487-1494
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    • 1990
  • In this paper the dynamic characteristics of self acting air lubricated slider bearing of hard disk/head system are investigated. The dynamic equations of magnetic head mechanism considering both parallel and pitch motion and the time dependent modified Reynolds equation are analyzed and the dynamic pressure distribution of air film is numerically calculated in frequency domain by small perturbation method and finite difference scheme with variable grid. The dynamic response of the slider spacing is obtained accordingly as the moving recording surface vibrates in parallel mode.

Numerical Formulation of Axisymmetric Shell Element and Its Application to Geotechnical Problems (축대칭 쉘 요소의 유한요소 수식화와 지반공학적 활용)

  • Shin, Hosung;Kim, Jin-Wook
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.36 no.12
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    • pp.27-34
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    • 2020
  • Use of axisymmetric shell element for the structure increases the efficiency and accuracy in finite element analysis of the interaction between the ground and the structure. This paper derived the force balance equation and the moment balance equation for an axisymmetric shell element based on Kirchhoff's theory. The governing equation for the axial deformation used the isoparametric shape function in the Galerkin formulation, and the governing equation for the shell bending used the higher-order shape function. The developed axisymmetric shell element was combined with Geo-COUS, a geotechnical finite element program for the coupled analysis with the ground. The accuracy of the developed element was confirmed through the example analyses of the circular plate and the liquid storage tank. And the energy balance equation for the axisymmetric shell element is presented.

極小 Energy 定理와 그 應용 (I)

  • 양원호
    • Journal of the KSME
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    • v.20 no.3
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    • pp.211-217
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    • 1980
  • 탄성학문제의 엄밀해는 응력의 평형방정식과 변형의 적합조건식 또는 이들을 조합한 탄성의 기 초방정식을 만족하며, 주어진 경계조건을 만족하는 해를 구해야 하겠지만, 문제에 따라서는 그 엄밀해를 구하기가 곤란하거나 또는 아주 복잡하므로 엄밀해에 가까운 근사해를 구하는 것이 편리할 때가 있다. 본강좌에서는 극소 energy 정리와 ritz의 근사계산법을 결합하여 탄성문제의 근사해를 구하는 방법을 설명하고자 한다. 강좌의 처음에는 삼차원에서의 변형 energy와 외력의 일(work)을 유도하고, 이들 사이의 관계로부터 일반국소 energy 정리를 정의한 다음 이 정리가 실제문제에 어떻게 응용될 수 있는가를 보이는 응용예를 주로하여 진행해 보려한다. 이때의 응 용예로 서는 재료역학에서 이미 눈에 익은 기초적 문제를 주로 다루어 보려한다. 재료역학에서의 탄성문제의 해는 정정인 문제와 불정정인 문제를 따로 분류하며, 불정정인 문제의 해는 정역학의 평형방정식과 변형의 적합방정식을 연립으로 하여 해결하든가, 중첩법을 적용하므로서 일반적 으로 상당히 복잡한 해가 되는 것이 보통인데, 본강좌에서 기술하는 방법은 정정 불정정의 문 제를 구별할 필요가 없이 같은 방법이 적용되며 어떤 면에서는 불정정의 문제가 정정의 문제보다 그 해가 간편히 구해질 수 있다는 장점이 있는 것이다.

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Development of FEM Algorithm for Modeling Bed Elevation Change (하상변동 수치모의를 위한 유한요소법 알고리즘 개발)

  • Kim, Tae-Beom;Choi, Sung-Uk;Min, Kyung-Duck
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.588-593
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    • 2006
  • 자연하천은 일반적으로 만곡수로나 사행수로 형태를 보이고 있으며, 직선수로에서와 달리 원심력에 기인한 이차류 영향을 받게 된다. 이차류에 의해서 수면에서는 만곡부 바깥쪽으로, 하상에서는 만곡부 안쪽으로의 흐름특성을 보이게 된다. 만곡부 안쪽으로 가해지는 하상 전단응력에 기인하여 하상에서의 입자가 만곡부 안쪽으로 이송되며, 결과적으로 만곡부 안쪽에는 점사주가, 바깥쪽에는 소(pool)가 생성된다. 또한 지형경사의 생성으로 입자에 가해지는 중력효과도 변화된다. 따라서 이와 같은 자연하천의 흐름과 하상변동을 수치모의 하기 위해서는 만곡부 이차류 특성을 고려한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 수심 적분된 흐름방정식과 하상토 보존방정식 (Exner equation)을 이용한 하상변동을 위한 비연계 수치모형을 위해서 하상토 보존방정식의 유한요소 알고리즘을 개발하였다. 하상토 보존방정식은 흐름 특성에 따른 평형 유사량의 공간변화율을 이용하여 일정 기간 동안의 하상 변화량을 계산한다. 이 때 이차류에 의한 하상 전단응력의 편각 및 지형경사 변화에 따른 실제 입자의 이송방향을 보정하여 평형 유사량이 계산된다. 이러한 보정식을 적용시키기 위해서는 유속성분의 공간변화량 및 지형경사의 공간성분이 필요하다. 유한요소법은 연속성 변수를 이산화시켜 근사해를 구하는 수치기법의 일종이기 때문에, 요소망이 불규칙적으로 구성되었을 경우 임의의 절점에서 연속성을 지닌 변수의 공간변화율을 계산하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평형 유사량 계산 시에 절점이 아닌 요소 내부에서 평형 유사량을 계산하는, 하상토 보존방정식의 새로운 유한요소 알고리즘을 개발하고, 새로운 알고리즘을 적용시킨 수치모형의 검증을 행하였다. 경계조건 알고리즘의 검증으로 위해서 Soni 등 (1980)이 행한 상류 유입 유사량에 따른 하상변동을 수치 모의하고 실험치와 비교하였으며, Sutmuller와 Glerum (1980)이 수행한 만곡수로에서의 하상변동을 모의하고 실험과 비교하였다. 새로운 알고리즘을 적용시킨 하상토 보존방정식의 유한요소 수치모형의 결과는 매우 안정적이며, 실험과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 수치모델은 현재 균일한 입자의 하상토만을 고려하므로, 입자분급이나 하상 장갑화 현상 등은 무시한다.

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A Study of Rayleigh Damping Effect on Dynamic Crack Propagation Analysis using MLS Difference Method (MLS 차분법을 활용한 동적 균열전파해석의 Rayleigh 감쇠영향 분석)

  • Kim, Kyeong-Hwan;Lee, Sang-Ho;Yoon, Young-Cheol
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.29 no.6
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    • pp.583-590
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    • 2016
  • This paper presents a dynamic crack propagation algorithm with Rayleigh damping effect based on the MLS(Moving Least Squares) Difference Method. Dynamic equilibrium equation and constitutive equation are derived by considering Rayliegh damping and governing equations are discretized by the MLS derivative approximation; the proportional damping, which has not been properly treated in the conventional strong formulations, was implemented in both the equilibrium equation and constitutive equation. Dynamic equilibrium equation including time relevant terms is integrated by the Central Difference Method and the discrete equations are simplified by lagging the velocity one step behind. A geometrical feature of crack is modeled by imposing the traction-free condition onto the nodes placed at crack surfaces and the effect of movement and addition of the nodes at every time step due to crack growth is appropriately reflected on the construction of total system. The robustness of the proposed numerical algorithm was proved by simulating single and multiple crack growth problems and the effect of proportional damping on the dynamic crack propagation analysis was effectively demonstrated.

Shoaling Prediction by the Statistical Joint Distribution in the Shallow Water Region (천해역에 있어서의 결합확률분포의 천수변형에 대한 연구)

  • 권정곤
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.3 no.1
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    • pp.14-20
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    • 1991
  • Accurate estimation of irregular wave transformation when the waves propagate from deep water to shallow water region is very important for the design of coastal structures and establishing beach erosion control. In this study. the transformation of directional spectrum is tested numerically using a conservation equation for energy flux and. based upon the joint distribution of wave height. period and wave direction. shoaling effects are predicted in the shallow water region. The applicability of the proposed procedure is verified through comparison with field observation data.

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Determination of Equilibrium Moisture Content of Outdoor Woods by Using Hailwood-Horrobin Equation in Korea (Hailwood-Horrobin 방정식을 이용한 한국의 야외 목재평형함수율 결정)

  • Ra, Jong-Bum
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • v.42 no.6
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    • pp.653-658
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    • 2014
  • This research was carried out to investigate equilibrium moisture content (EMC) of wood in outdoor locations in Korea. EMC was calculated using Hailwood-Horrobin equation for 73 different locations in Korea using the 1981 to 2010 climate normal data obtained from the Korea Meteorological Admnistration (KMA). Daegu showed the lowest values of EMC (11.5), and the highest EMC values (15.8) was found in Heuksando. Considering the season effect, summer (June, July, August) showed the highest values 15.3, followed by autumn (September, October, November) 13.7, winter (December, January, February) 12.2, and spring (February, March, April) 12.0. Monthly EMC showed the lowest values 11.6 in April and July showed the highest EMC values 16.1. The smallest changes in monthly EMC were found in Jeju island and Heuksando showed the largest values 8.7. A proper wood drying based on average EMC is more required in the regions with larger variation in EMC.