• 제목/요약/키워드: Anisotropic tensor

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ALTERNAT 구성모델을 이용한 불포화토 거동의 비등방 모형화 (Anisotropic Modelling of Partially Saturated Soil Behaviour by Means of ALTERNAT)

  • 권희철;이처근;허열
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.71-82
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    • 2001
  • 불포화토에 있어서 함수상태는 지반이 건조할수록 수축하고 습윤상태로 진행할수록 파괴에 이르게 하는 추가적인 입자간 응력을 발생시키며, 이러한 간극수와 흙입자 사이에 발생하는 현상을 규명하기 위해서는 정확한 모형화가 필요하다. 흙입자와 간극수 사이의 상호작용에서 흡입유발 유효응력(suction-induced effective stress)을 규명하기 위해 정규모형(regular packing)과 임의모형(random packing)이 적용될 수 있다. 최근의 연구결과에 따르면 흙은 흡입유발 유효응력과 밀접한 관계가 있으며, 흙의 비등방텐서(anisotropic tensor)를 구하기 위해 적용된 ALTERNAT 모델을 이용하여 구조텐서(fabric tensor)를 개략적으로 정의할 수 있다. Thornton의 임의모형 시뮬레이션은 구조텐서에 상응하는 파괴응력 상태를 포함하고 있으며, 미소역학 시뮬레이션을 통하여 구조텐서를 구하였다. 본 연구에서는 상기에 언급된 구형의 흙입자 모형에 대한 이론적 고찰이 수행되었고, ALTERNAT 모델을 적용한 간단한 비등방텐서의 결과를 구조텐서와 비교하였다. 본 연구결과 비등방텐서는 미소역학 시뮬레이션에 의한 구조텐서에 비해 약 20~40%정도 큰 값을 나타내었다.

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광열편향법을 이용한 이방성 재료의 열전도계수 측정에 관한 이론적 연구 (A Theoretical Study for the Thermal Conductivity Measurement of Anisotropic Material using Photothermal Deflection Spectroscopy)

  • 전필수;김현정;유재석
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2465-2470
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    • 2007
  • We have analyzed the three-dimensional thermal conduction in anisotropic materials using nonsymmetric-Fourier transforms. And a complete theoretical treatment of the photothermal deflection spectroscopy has been performed for thermal conductivity measurement in anisotropic medium. Thermal conductivity tensor was determined by the deflection angle and phase angle with the relative position between the heating and probe beams. The influence of the parameters, such as modulation frequency of the heating beam, the thermal conductivity tensor, was investigated.

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A numerical study on anisotropic strength of a rock containing fractures under uniaxial compression condition

  • Ohk Jin-Wook;Moon Hyun-Koo
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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    • pp.150-155
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    • 2003
  • Fractures in the form of micro cracks are commonly found in natural rocks. A rock behaves in a complex way due to fracture; in particular, the anisotropic strength of a rock material is significantly influenced by the presence of these fractures. Therefore, it is essential to understand the failure mechanism of a fractured rock. In this study, a fractured rock is formulated in terms of fabric tensor based on geometric and mechanical simplifications. In this way, position, density and shape of fractures can be determined by the fabric tensor so that rocks containing multi-fractures can successfully be modeled. Also an index to evaluate the degree of anisotropy of a fractured rock is proposed. Hence, anisotropic strength of a rock containing fractures under uniaxial compression condition is estimated through a series of numerical analyses for the multi-fractured model. Numerical investigations are carried out by varying the fracture angle from $0^{\circ}\;to\;90^{\circ}$ and relationship between uniaxial compression strength and the degree of anisotropy is investigated. By comparing anisotropic strength of numerical analysis with analytic solution, this study attempts to understand the failure mechanism of rock containing fractures.

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횡등방성 암석의 강도해석을 위한 이방성 Mohr-Coulomb 파괴조건식 (Anisotropic Version of Mohr-Coulomb Failure Criterion for Transversely Isotropic Rock)

  • 이연규;최병희
    • 터널과지하공간
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    • 제21권3호
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    • pp.174-180
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    • 2011
  • 횡등방성 암석의 강도해석에 활용할 목적으로 이방성 Mohr-Coulomb 파괴조건식을 제안하였다. 제안된 파괴조건식에서는 Pietruszczak & Mroz(2001)가 제안한 조직텐서를 도입하여 마찰각과 점착력을 조직텐서의 스칼라함수로 정의하였다. 두 강도정수의 이방성은 주응력좌표계와 재료 주좌표계의 상대적 회전을 바탕으로 계산된다. 이방성 파괴조건식을 최대로 하는 임계면을 찾는 방법이 Lagrange 승수법에 기초하여 제안되었다. 수치삼축압축 시험을 실시한 후 삼축압축강도와 파괴면 경사각 분석을 통하여 제안된 이방성 파괴함수의 성능을 검증하였다.

Creating and Transforming a Second-Rank Antisymmetric Field-Strength Tensor Fαβ in Minkowski Space using MATHEMATICA

  • Kim, Bogyeong;Yun, Hee-Joong
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제37권2호
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    • pp.131-142
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    • 2020
  • As the laws of physics are expressed in a manner that makes their invariance under coordinate transformations manifest, they should be written in terms of tensors. Furthermore, tensors make manifest the characteristics and behaviors of electromagnetic fields through inhomogeneous, anisotropic, and compressible media. Electromagnetic fields are expressed completely in tensor form, Fαβ, which implies both electric field ${\overrightarrow{E}}$ and magnetic field ${\overrightarrow{B}}$ rather than separately in the vector fields. This study presents the Mathematica platform that generates and transforms a second-rank antisymmetric field-strength tensor Fαβ and whiskbroom pattern in Minkowski space. The platforms enhance the capabilities of students and researchers in tensor analysis and improves comprehension of the elegant features of complete structure in physics.

철근콘크리트 구조물에 대한 비국소 이방성 손상모델의 적용 (Application of Nonlocal Anisotropic Damage Model for the Reinforced Concrete Structures)

  • 우상균;권용길;한상훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권3A호
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    • pp.309-316
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    • 2010
  • 이 논문에서는 인장과 압축하중에 놓은 무근 콘크리트와 철근콘크리트 구조물의 거동을 모사하기 위해 비국소화 이방성 손상모델을 제안하였다. 손상변수로써 대칭형의 이차 텐서을 사용한 연속체 손상모델에 기초한다. 콘크리트와 같은 준-취성재료에 있어 손상양상은 인장부와 압축부에서 다른 양상을 나타낸다. 이러한 두 개의 손상영역은 전체 변형률 텐서의 주변형률 성분을 손상텐서 속도에 비례하는 손상진전 법칙을 이용하여 모델링하였다. 제안된 모델의 유효성을 검토하기 위해 nooru-mohamed에 의해 실시된 이중 노치가 있는 시험체와 철근콘크리트 휨 시험체를 대상으로 해석을 수행하였다. 해석결과, 비국소화 이방성 모델은 혼합모드 파괴에 대한 균열진전을 적절히 모사할 수 있었으며 철근콘크리트 휨 시험체의 구조적 파괴에 있어서도 높은 수준의 콘크리트 손상 및 철근의 항복까지를 해석할 수 있었다.

이방성 메쉬에 대한 이론적 연구 (A Study on Theoretical aspects of Anisotropic meshing)

  • 푸아네시;조종두
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.736-740
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    • 2007
  • It is not always convenient to consider isotropic meshes where the edge length depends on the orientation of the edge. It is desirable to go for anisotropic mesh strategy instead. There are many instances where the solution shows directional features such as great variations along certain directions with less significant changes along other ones. Anisotropic meshes considered to be worthy in these cases. By using anisotropic elements we can resolve the solution accurately with few elements. Many techniques have been used as a common feature that the shape, size and orientation of the triangle elements are controlled by specifying metric tensor. This paper attempts at clear understanding of the estimation and equidistribution of the error and discusses the parameters like reliability and effectivity of an anisotropic mesh in a mathematical manner. Also we study some of applications of anisotropic mesh.

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2차원 이방성 구조의 MT 반응 (MT response on the two dimensional anisotropic structure)

  • 이춘기;권병두
    • 지구물리
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    • 제2권2호
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    • pp.123-134
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    • 1999
  • 상부맨틀이나 하부지각의 고전도층(HCL)에서 나타나는 고이방성은 MT 탐사에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 고이방성 매질이 MT 반응에 미치는 영향을 고찰하기 위한 모델연구를 수행하였다. 각각의 균질한 암체의 전기적 성질은 대칭적인 전기전도도 텐서로 주어지며 모델링을 위한 기본방정식은 전기장과 자기장 성분이 결합되어진 주파수 영역 분산 방정식으로 주어진다. 이방성 매질에서는 전기장의 왜곡에 의해 항상 4성분의 임피던스가 존재하며, 2차원 구조에서는 대각선 성분, 특히 YY성분의 임피던스가 증가한다. 어떤 경우에는 서로 이방성 주향이 다른 매질의 상호작용에 의해 TM 모드의 위상이 90° 이상으로 증가하고 겉보기비저항이 낮아지는 현상이 발생한다. GB 분리법은 광역적인 반응을 추출하는데 이용될 수 있으나, 심부의 이방성의 영향을 크게 받는다. 이상의 모델연구의 결과를 BC87자료에 적용하여 현장자료에서의 이방성 효과를 고찰하였다.

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The bounds for fully saturated porous material

  • Yoon, Young-June;Jung, Jae-Yong;Chung, Jae-Pil
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.432-435
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    • 2020
  • The elasticity tensor for water may be employed to model the fully saturated porous material. Mostly water is assumed to be incompressible with a bulk modulus, however, the upper and lower bounds of off-diagonal components of the elasticity tensor of porous materials filled with water are violated when the bulk modulus is relatively high. In many cases, the generalized Hill inequality describes the general bounds of Voigt and Reuss for eigenvalues, but the bounds for the component of elasticity tensor are more realistic because the principal axis of eigenvalues of two phases, matrix and water, are not coincident. Thus in this paper, for anisotropic material containing pores filled with water, the bounds for the component of elasticity tensor are expressed by the rule of mixture and the upper and lower bounds of fully saturated porous materials are violated for low porosity and high bulk modulus of water.

Strength characteristics of transversely isotropic rock materials

  • Yang, Xue-Qiang;Zhang, Li-Juan;Ji, Xiao-Ming
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제5권1호
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    • pp.71-86
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    • 2013
  • For rock materials, a transversely isotropic failure criterion established through the extended Lade-Duncan failure criterion incorporating an anisotropic state scalar parameter, which is a joint invariant of deviatoric microstructure fabric tensor and normalized deviatoric stress tensor, is verified with the results of triaxial compressive data on Tournemire shale. For torsional shear mode with $0{\leq}b{\leq}0.75$, rock shear strengths decrease with ${\alpha}$ increasing until the rock shear strength approaches minimum value at ${\alpha}{\approx}40^{\circ}$, and after this point, the rock shear strengths increase as ${\alpha}$ increases further. For the torsional shear mode with b > 0.75, rock shear strengths are almost constant for ${\alpha}{\leq}40^{\circ}$, but it increases with increase in ${\alpha}$ afterwards. The rock shear strength variation against ${\alpha}$ agrees with shear strength changing tendency of heavily OCR natural London Clays tested before. Prediction results show that the transversely isotropic failure criterion proposed in the paper is reasonable.