• 제목/요약/키워드: 3-D numerical method

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2열 불투과성 사각형 잠제를 이용한 단주기파랑 및 고립파의 제어 (Control of Short-period and Solitary Waves Using Two-rowed Impermeable Rectangular Submerged Dike)

  • 이광호;정성호;하선욱;김도삼
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.203-214
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    • 2010
  • 본 연구에서는 단주기파랑과 고립파를 동시에 저감시키기 위해 Bragg공진현상으로부터 입사파랑에너지를 포획하여 배후로 전달되는 파랑에너지의 저감을 도모할 수 있는 2열 불투과성 사각형 잠제(이하에서는 2열잠제로 칭함)의 파랑제어능을 수치적으로 검토하였다. 단주기파랑에 대해서는 Green공식에 기초한 경계적분방정식법을, 고립파에 대해서는 3차원수치파동수로를 이용하는 3차원혼상류해석법을 각각 적용하였고, 기존의 수치해석결과 및 고립파의 특성과 비교·분석하여 본 수치해석법의 타당성을 검증하였다. 이로부터 단주기파랑의 제어에 있어서 최소반사율을 나타내는 2열잠제의 조건을 검토하였고, 고립파에 대해서는 2열잠제의 천단고, 천단폭, 이격거리 및 입사파고 등을 변화시켜 1열 불투과성 사각형 잠제(이하에서는 1열잠제로 칭함)에 의한 결과와의 대비를 통하여 고립파의 3차원파랑제어특성을 검토하였다. 수치해석결과는 1열잠제보다 단면적이 훨씬 적은(천단고는 동일함) 2열잠제가 단주기파랑 및 고립파를 훨씬 효율적으로 제어하며, 특히 본 연구의 조건하에서 2열잠제의 경우가 1열잠제에 비해 약 58%정도의 부가적인 파고저감효과를 나타내었다.

Transient response of 2D functionally graded beam structure

  • Eltaher, Mohamed A.;Akbas, Seref D.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제75권3호
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    • pp.357-367
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    • 2020
  • The objective of this article is investigation of dynamic response of thick multilayer functionally graded (FG) beam under generalized dynamic forces. The plane stress problem is exploited to describe the constitutive equation of thick FG beam to get realistic and accurate response. Applied dynamic forces are assumed to be sinusoidal harmonic, sinusoidal pulse or triangle in time domain and point load. Equations of motion of deep FG beam are derived based on the Hamilton principle from kinematic relations and constitutive equations of plane stress problem. The numerical finite element procedure is adopted to discretize the space domain of structure and transform partial differential equations of motion to ordinary differential equations in time domain. Numerical time integration method is used to solve the system of equations in time domain and find the time responses. Numerical parametric studies are performed to illustrate effects of force type, graduation parameter, geometrical and stacking sequence of layers on the time response of deep multilayer FG beams.

2차원 DIC 기법 적용을 위한 2D 이미지 보정 수치 해석 기법 (2D Image Numerical Correction Method for 2D Digital Image Correlation)

  • 김원섭;홍석무
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.391-397
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    • 2017
  • 최근의 DIC (Digital Image Correlation) 기술은 인장 시험 중 동적 변형을 측정하는 데 사용되고 있다. 표준 인장 시험 방법은 진응력 - 진변형 곡선을 계산하기 위해 두 표점 거리 간 측정된 평균 변위를 사용한다. 따라서, 진응력 곡선은 균일 연신 구간, 즉 네킹 변형 시작점까지만 유효하다. 반면에, DIC를 사용한다면, 전체 측정 영역에서 국부 변형을 측정할 수 있기 때문에 변형률 및 변형률 속도의 유효한 범위가 인장 시편이 파단될 때까지 확장될 수 있다. 이러한 장점 때문에 연구 및 산업 분야에서 많은 광학 3D 측정 시스템이 도입되고 사용되었지만 기존의 3D 측정 시스템은 측정하기에 너무 비싸고 시간이 많이 소요된다. 또한 장비 크기로 인해 휴대가 불편한 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 스마트 폰을 이용한 2D DIC 측정 방법과 수치 해석 기법을 사용하여 2D 측정 영상 데이터의 오차를 개선한 2D 영상 보정 방법을 수행 하였다. 2D DIC 수정 제안 된 방법의 결과는 3D 측정 장비의 정확도에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 결론적으로, 제안 된 2D DIC 및 보정 방법이 정확하고 신속한 측정 결과를 제공한다는 것이 입증되었다.

Semi-numerical simulation for effects of different loadings on vibration behavior of 2D systems

  • Rao, Li;Lin, Chao;Zhang, Chenglin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제81권3호
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    • pp.259-266
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    • 2022
  • Based upon differential quadrature method (DQM) and nonlocal strain gradient theory (NSGT), an investigation on the free vibrations of 2D plate systems with nano-dimensions has been provided taking into account the effects of different mechanical loadings. In order to capture different mechanical loadings, a general form of variable compressive load applied in the axial direction of the plate system has been introduced. The studied plate has been constructed from two types of particles which results in graded material properties and nanoscale pores. The established formulation for the plate is in the context of a novel shear deformable model and the equations have been solved via a semi-numerical trend. Presented results indicate the prominence of material composition, nonlocal coefficient, strain gradient coefficient and boundary conditions on vibrational frequencies of nano-size plate.

새로운 요소를 이용한 SRM의 3차원 등가자기회로망 해석 (Analysis of Switched Reluctance Motor based on 3D Equivalent Magnetic Circuit Network Method of New Shape Element)

  • 김와성;전연도;김윤현;이주;김석태;이철직
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.570-573
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    • 2001
  • This paper presents the characteristics of Switched Reluctance Motor (SRM) based on 3D Equivalent Magnetic Circuit Network Method (3D EMCNM). 3D EMCNM supplements magnetic equivalent circuit by numerical technique using distributive magnetic circuit parameters. However in case of SRM the previous 3D EMCNM which uses fan shape element is not proper for analysis. This paper solved this problem by developing the trapezoid element and verified the validity of the suggested element by comparing the results of 3D EMCNM with 2D FEM.

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프레임 슬래브 공법을 적용한 천층터널의 시공법 연구 (A Case Study on the Shallow Overburden Tunnelling with a Frame Slab Method)

  • 정명근;박치면;이호;김승렬
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.113-120
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    • 2001
  • A frame slab method has been proved as a possible and profitable construction solution for the urban tunnels with very shallow overburden and the excavation from the surface Is strictly limited. Since this method allows only a small amount of construction activities in the ground surface, the disturbances to the public and the surface traffic can be drastically reduced compared with the ordinary cut-and-cover method. The construction sequences of the method and the some of critical cautions needed are described in detail. Also a comprehensive numerical analysis including 2-D and 3-D analysis have been performed to verify the stability of the ground during the construction. It is revealed from this study that the frame slab method can be a quite successful solution for the shallow overburden tunnelling in urban area.

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Reconstruction of 3-D measurement data

  • Sawada, Hideyiki;Matsumoto-Moriyama, Masao;Fukuda, Hideki;Ishimatsu, Takakazu
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.261-264
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    • 1993
  • To reconstruct the real 3-D shape from the 3-D measurement data from the multiple directions, the rconstruction of the object on the basis of the mosaic processing of the 3-D measurement data are proposed. In this method, to conduct the reconstruction, the connection points have to be identified among the over-lap area between adjacent 3-D data. In this study, the simple image matching method is adopted for the identification of connection points, and this method is verified from numerical experiments.

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3D Overhead Modeling Using Depth Sensor

  • Song, Eungyeol;Lee, Sangyoun
    • Journal of International Society for Simulation Surgery
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    • 제1권2호
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    • pp.83-86
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    • 2014
  • Purpose This paper was purposed to suggest the method to produce the supportive helmet (head correction) for the infants who are suffering from plagiocephaly and to evaluate the level of transformation through 3D model. Method Either of CT or X-ray restored images has been used in making the supportive helmet (Head correction) in general, but these methods of measuring have problems in cost and safety. 3D surface measurement technology was suggested to solve such matters. Results It was to design the transformed model of the head within 0.7cm in average by scanning the surface of head and performing 3D restoration with marching cube and the changing rate of the head was compared in numerical data with 3D model. Conclusion The suggested methods displayed the better performance than the conventional method in respect of the speed and cost.

속도-응력 변분식을 이용한 3차원 SEM 탄성파 수치 모사에 대한 ADE-PML경계조건의 적용 (Application of ADE-PML Boundary Condition to SEM using Variational Formulation of Velocity-Stress 3D Wave Equation)

  • 조창수;손민경
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제15권2호
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    • pp.57-65
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    • 2012
  • 탄성파 수치 모형 계산에 있어서 다양한 방법들이 개발되어 적용되었다. 최근에는 특히 탄성파 수치 모형 계산에 있어 혁신적인 방법인 SEM (Spectral Element Method)가 개발되어 사용되어 왔다. 이 방법은 지형을 자유롭게 표현하는데 있어 유연한 유한요소법의 장점에 정확성을 높인 방법이다. 일반적으로 Weak Formulation 형태의 파동방정식에 육면체 요소와 Gauss-Lobatto-Legendre 적분법을 적용한 방법이 널리 사용된다. 일반적인 SEM에서는 PML (Perfectly Matched Layer)경계조건을 적용하기 어려워 속도-응력 변분식으로 파동방정식을 변경하였다. CFS-PML (Complex frequency Shifted PML)경계조건을 ADE (Auxiliary Differential Equation)방정식으로 변경하여 속도-응력 파동방정식에 적용함으로써 분리할 필요가 없는 PML을 적용한 SEM 수치 모형 계산 알고리듬을 구현하였다. 1차원 수치모형과 3차원 수치모형 실험을 통하여 SEM에 적용한 비분리 CFS-PML이 유한경계에서 인공적으로 반사되는 반사파를 효과적으로 제거하는 것을 확인하였다.

Fractional Step Method을 이용한 원형 실린더 주위의 난류 유동해석 (Turbulent Flow Analysis of a Circular Cylinder Using a Fractional Step Method)

  • 박금성;박원규
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.152-157
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    • 2003
  • As computer capacity has been progressed continuously, the studies of the flow characteristics have been performing by the numerical methods actively. Recent numerical simulation has a tendency to require the higher-order accuracy in time, as well as in space. This tendency is more true in LES and acoustic noise simulation. In this study, 3-dimensional unsteady Incompressible Navier-Stokes equation was solved by numerical method using the fractional step method with the fourth order compact pade scheme to achieve high accuracy To validate the present code and algorithm, 3D flow-field around a cylinder was simulated. The drag coefficient and lift coefficient were computed and, then, compared with experiment. The present code will be tailored to LES simulation for more accurate turbulent flow analysis.

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