• 제목/요약/키워드: BEM method

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광섬유 응용 표면 음향 인텐시티 측정기 개발에 관한 연구 (Development of surface acoustic intensity probe using optical fiber)

  • 전두환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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    • pp.500-505
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    • 1997
  • 이 논문은 초기 개발형태의 측정기와 지금까지 개발 개선되어 온 내용을 요약정리하고, 최근 개발내용을 함께 소개하며, 컴퓨터의 급속한 발달과 더불어 꾸준히 개발되어 온 BEM(boundary element method)을 이용한 소음해석결과를 측정결과와 상호 비교 검토함으로써 각기 방법의 정확성을 검증하고 있다.

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Regional Cathodic Protection Design of a Natural Gas Distribution Station

  • Yabo, Hu;Feng, Zhang;Jun, Zhao
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제16권5호
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    • pp.235-240
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    • 2017
  • Regional cathodic protection has significant impact on pipeline integrity management. After risk analyses of a newly built gas distribution station constructed in an area with large dwelling density, risk score was high because of potential threat caused by galvanic corrosion. Except reinforced steel in concrete, there are four kinds of metal buried under earth: carbon steel, galvanized flat steel, zinc rod and graphite module. To protect buried pipeline from external corrosion, design and construction of regional cathodic protection was proposed. Current density was measured with potential using potential dynamic test and boundary element method (BEM) was used to calculate current requirement and optimize best anode placement during design. From our calculation on the potential, optimized conditions for this area were that an applied current was 3A and anode was placed at 40 meters deep from the soil surface. It results in potential range between $-1.128V_{CSE}$ and $-0.863V_{CSE}$, meeting the $-0.85V_{CSE}$ criterion and the $-1.2V_{CSE}$ criterion that no potential was more negative than $-1.2V_{CSE}$ to cause hydrogen evolution at defects in coating of the pipeline.

경계요소법에 의한 소음기의 3차원 해석 (Three-dimensional analysis of the mufflers by BEM)

  • 윤제원;임정빈;권영필
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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    • pp.19-24
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    • 1995
  • 단순한 형상의 소음기는 평면파이론에 의해 비교적 간단하게 음향성능을 해석적으로 구할 수 있다. 그러나 소음기의 형상이 복잡해지거나 해석하고자 하는 주파수의 범위가 평면파의 차단주파수 이상이 될 경우 소음기 내부의 음장이 평면파에서 벗어나게 되어 평면파 이론에 의한 해석은 실제와 상당한 오차가 발생하게 되므로 음장에 대한 3차원 해석이 필요하다. 이론적으로 3차원 문제를 해석할 수 있는 경우는 형상이 극히 단순한 경우에 국한되므로 유한요소법(FEM), 경계요소법(BEM)과 같은 수치해석적인 방법이 이용되고 있다. 경계요소법은 적분 커넬(kernel)의 특이성(singularity) 문제가 있지만 대상 영역의 경계면만을 이산화함으로써 모델링에 소요되는 시간과 노력을 절약할 수 있으므로 음향문제 해석에 있어서 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 3차원 경계요소법 프로그램을 개발하고 평면파이론에 의한 해석이 어려운 여러가지 형태의 소음기에 대한 음향성능을 예측하고 실험으로 검증하는것이다. 특히, 단일영역으로 해석이 불가능한 다공형 소음기에 영역분할법을 적용하여 계산하고 결과를 검토하였다.

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수치해석에 의한 LNG 저장탱크용 강관파일 전기방식 설계 최적화 연구 (A Study on the Cathodic Protection Design Optimization of Steel Piles for LNG Storage Tanks by Numerical Analysis)

  • 김영근;송홍석
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제16권6호
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    • pp.294-297
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    • 2017
  • For the longer service life of steel pile, cathodic protection is selected sometimes at corrosive environment. The cathodic protection design improvement was investigated in this study. The current demand for cathodic protection was calculated from the potentiostatic current monitoring of the steel specimen in the deaerated soil samples. In this study, the current distribution was studied using the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM) numerical analysis methods. The optimum layout of the anode was developed and confirmed by numerical analysis. Under the conventional design of the anode, the length of the anode hole is same as the pile length. We found that, at the bottom end of the pile, the current density is too high. When the anode hole length was 80% of the pile length, the current consumption at the end was reduced. The construction cost of anode hole drilling was decreased about 20%, as compared to the conventional design. Furthermore, the life of the anode materials could be extended by reducing the current consumption at the end section. Using this approach, the construction cost was reduced significantly without any under-protection area on the steel piles.

Harmonic seismic waves response of 3D rigid surface foundation on layer soil

  • Messioud, Salah;Sbartai, Badredine;Dias, Daniel
    • Earthquakes and Structures
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    • 제16권1호
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    • pp.109-118
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    • 2019
  • This study, analyses the seismic response for a rigid massless square foundation resting on a viscoelastic soil layer limited by rigid bedrock. The foundation is subjected either to externally applied forces or to obliquely incident seismic body or surface harmonic seismic waves P, SV and SH. A 3-D frequency domain BEM formulation in conjunction with the thin layer method (TLM) is adapted here for the solution of elastodynamic problems and used for obtained the seismic response. The mathematical approach is based on the method of integral equations in the frequency domain using the formalism of Green's functions (Kausel and Peck 1982) for layered soil, the impedance functions are calculated by the compatibility condition. In this study, The key step is the characterization of the soil-foundation interaction with the input motion matrix. For each frequency the impedance matrix connects the applied forces to the resulting displacement, and the input motion matrix connects the displacement vector of the foundation to amplitudes of the free field motion. This approach has been applied to analyze the effect of soil-structure interaction on the seismic response of the foundation resting on a viscoelastic soil layer limited by rigid bedrock.

포 사격 충격음의 구조물 손상 방지를 위한 방음벽 설치 방안 (Installation of Sound Barrier to Prevent Damage to Structures Caused by Artillery Fire Impact Sound)

  • 박준;하용훈
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제30권3호
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    • pp.31-39
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    • 2021
  • 포 사격 시에는 폭풍파 형태로 전파되는 과도한 수준의 충격소음이 발생한다. 포 사격 충격음은 주위 구조물의 안정성에도 영향을 미치게 되므로 아군의 포 사격으로 피해를 받지 않으려면 포와 구조물은 적정거리를 이격시켜야 한다. 그러나 이미 적정거리 이하로 건축되어 있는 경우에는 포와 구조물 사이에 방음벽을 세워 피해를 방지할 수 있다. 본 연구에서는 포와 구조물의 적정 이격거리를 산출하였으며, 경계요소법(Boundary Element Method)을 활용하여 방음벽의 다양한 높이와 형태에 의한 삽입손실을 시뮬레이션하였고 최적의 방음벽을 선정하였다.

선박용 대형 덕트의 소음 특성 전산해석 연구 (Computational Analysis on the Noise Characteristics of Ship Large Duct)

  • 송지훈;홍석윤;이이수;권현웅
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.751-758
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    • 2015
  • 공조시스템의 소음 예측은 주로 NEBB에서 제안한 경험적인 방법에 의해 수행된다. 그러나, NEBB에서 제안한 방법은 선박에만 있는 대형 덕트의 요소를 반영하지 못하므로 선박에 적용하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 선박용 대형 덕트의 소음 예측을 위한 전산해석방법을 연구하였다. 경계요소법을 사용하여 대형 덕트의 단위 길이당 소음 감소량에 대한 추정식을 개발하였고, 경계요소법과 전산유체역학을 사용하여 보강재가 설치된 대형 덕트에서의 유동기인소음을 예측하였다. 유입 유속이 10m/s, 보강재의 종류가 200플랫 바인 경우 100 dB 이상의 큰 소음이 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한, 경계요소법과 유한요소법을 사용하여 덕트 투과 소음을 예측하였다. 덕트 내부와 외부의 음압 값 차이는 대략 10~15 dB정도 인 것을 알 수 있었다. 이를 통해 조선소에서는 대형 덕트를 포함한 선박 HVAC 소음 예측을 할 수 있을 것으로 기대한다.

3-D Vibration Analysis of Floating Structures Like Ships Using FEM-BEM

  • Kim, Byung-Hyun
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1990년도 추계학술대회논문집; 한양대학교, 서울; 24 Nov. 1990
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    • pp.107-112
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    • 1990
  • In the vibration analysis of structure in fluid such as ships and offshore structures, the hydrodynamic added mass considerably affects the result of analysis. Therefore correct evaluation of the hydrodynamic added mass effect is required for an accurate analysis. But the correct evaluation of the effect is not simple because the added mass varies with the mode shape of vibration as well as the configuration of the structure. The universal method employed to evaluate added mass in ship hull vibration is Lewis's method via the introduction of 3 dimensional correction factor. But this conventional method is valid only for beam-like vibration.

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Acoustic field simulation of a PZT4 disc projector using a coupled FE-BE method

  • 장순석
    • 센서학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.211-218
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    • 1999
  • This paper describes the application of a coupled finite element-boundary element method (FE-BEM) to obtain the steady-state response of a piezoelectric transducer. The particular structure considered is a PZT4 disc-typed projector. The projector is three-dimensionally simulated to transduce applied electric charge on axial surfaces of the piezoelectric disc to acoustic pressure in air or in water. The directivity pattern of the acoustic field formed from the projected sound pressure is also simulated. And the displacement of the disc caused by the externally applied electric charge is shown in temporal motion. The coupled FE-BE method is described in detail.

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유체력을 고려한 보-유추 선체진동 해석 (Beam-Like Ship Vibration Analysis in Consideration of Fluid)

  • Son, Choong-Yul
    • 소음진동
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    • 제9권1호
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    • pp.206-213
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    • 1999
  • 선박의 보-유추 진동해석에 있어 2차원 부가수질량의 3차원 효과를 고려하기 위해서 3차원 수정계수(J-factor)를 계산해야 하는데 광폭선의 경우에는 J-factor의 계산이 부정확하고 번거롭다. 이 논문에서는 이를 개선하기 위해 새로운 선박의 보-유추 접수진동해석 방법을 소개하였다. 이 방법은 선박에 접수된 유체에 대해 BEM 기법을 이용하여 3차원 유체력을 직접 계산하고 이를 일정 간격으로 나눈 각 스트립에 집중질량으로 평가한 후에 선체의 보모델과 결합하여 보-유추 진동해석을 수행하는 방법이다. 오픈탑 컨테이너선의 모델에 대해 기존의 보-유추 진동해석방법과 이 논문에서 제시한 새로운 진동해석방법을 이용하여 진동해석을 수행하고 가진 실험에 의한 진동계측결과와 상호 비교함으로써 새로운 방법의 유용성을 검증하였다.

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