• 제목/요약/키워드: Boundary Collocation Method

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다중으로 분할된 수압파쇄균열의 상호작용에 관한 연구 (A Study on the Interaction of Segmented Hydraulic Fractures)

  • 심영종;김홍택
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권9호
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    • pp.45-52
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    • 2005
  • 최근 지질학적 증거, 실내 및 현장 실험을 통해 복잡한 형태의 분할된 수압파쇄균열이 암반에서 자주 관찰되고 있다. 이러한 수압파쇄균열의 분할은 균열간의 기계적 상호작용을 유발하며 균열의 폭이나 측정되는 압력에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 따라서 본 연구는 균열간의 상호작용을 정량화하기 위하여 수압파쇄에 의해 다중으로 분할된 총변위를 경계병치법을 사용하여 계산하였다. 또한 기존의 경계병치법을 보정하여 정확한 균열의 상단과 하단 변위를 평가하였으며 유한요소법과의 비교를 통해 제시된 기법의 신뢰성을 확인하였다.

p-수렴 경계요소법에 의한 L-형 영역을 갖는 2차원 포텐셜 문제 해석 (Analysis of 2-D Potential Problem with L-shape Domain by p-Convergent Boundary Element Method)

  • 우광성;조준형
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.117-124
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    • 2009
  • 2차원 포텐셜 문제를 해석하기 위해 고차의 르장드르 형상함수에 기초를 둔 p-수렴 경계요소법이 제안되었다. p-수렴 경계요소법은 종래의 경계요소법에서 사용되는 형상함수와 성질이 다른 르장드르 다항식을 형상함수로 사용한다. p-수렴 유한요소법과 마찬가지로 고차의 형상함수에 따른 절점의 위치가 경계상에서 정해지지 않는다. 따라서 형상함수가 증가함에 따라 선형방정식을 구성하기 위한 수단으로 선점법을 이용하였다. p-수렴 경계요소법에서 선점법은 비대칭 계층적 선점법과 대칭 비계층적 선점법을 선택하여 수치해석을 수행하였다. 선택점들은 형상함수가 증가함에 따라 증가하는 성질을 나타내며 계층적 또는 대칭적으로 선택될 수 있다. p-수렴 경계요소법에서 나타나는 특이 적분항을 계산하기 위해 special numeric quadrature technique와 semi-analytical integration technique를 사용하였다. 사각모서리부에서 특이성을 가지는 L-형 영역문제를 해석한 결과 적은 수의 자유도에서 기존문헌의 결과와 차이가 거의 없는 정도인 $10^{-2}%$단위 이하의 정확도를 보여주었다. 또한 같은 조건에서는 대칭형 선점의 위치를 이용해 계산한 값이 가장 높은 정확도를 보여주었다.

경계 배치법(Boundary Collocation Method)에 의한 근거리 음장 자료로부터 원거리 음장의 예측 ; 최적 측정점 개수의 결정 (Far-Field Sound Field Estimation from Near-Field Sound Field Data Using Boundary Collocation Method ; Decision of Optimum Points of Measurement)

  • 김원호;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.31-37
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    • 1999
  • 본 논문은 근거리 음장 측정 자료로부터 원거리 음장 예측을 위한 기술에 대한 것이다. 음원의 음장 분포 특성은 원거리에서 측정된 자료의 해석으로 이루어지는 것이 일반적 방법이나, 음향수조 또는 무향실과 같은 제한된 공간에서는 근거리 영역에서 측정이 이루어지는 경우가 발생한다. 따라서 근거리 영역에서의 측정으로부터 원거리 음장이 예측되어야 한다. 이 경우 음원을 둘러싼 근거리 음장의 측정점수는 원거리 음장 예측치의 정확도와 자료 처리의 계산량과 상관된다. 기존 연구 결과는 최적측정점수는 음원의 kL에 비례하고 음원의 기하학적 형태 또는 지향특성에 따라 kL의 의존성이 다르게 나타난다고 되어 있으나 정확한 기준이 없다. 따라서 본 논문에서는 최적측정지점수에 대한 기준을 유도하기 위해 Helmholtz 적분식과 Green 함수를 근간으로 한 원거리 음장 예측 기술인 경계배치법(Boundary Collocation Method)을 분석하여 최적측정점수는 kL이 증가함에 따라 0.54kL로 수렴한다는 결과를 얻었다. 기존의 연구 결과 보다 최적측정점수를 1/2 정도로 줄였다.

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수압파쇄균열의 점근적 해석과 경계병치법의 적용성 (Asymptotic Analysis for Hydraulic Fractures and Applicability of Boundary Collocation Method)

  • 심영종;김홍택
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.93-100
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    • 2005
  • 수압파쇄시 다중으로 분할된 균열의 생성은 자주 발생되는 현상이며 이러한 균열군은 단균열과는 달리 상당히 다른 거동을 나타낸다. 그러나 대부분의 수치기법으로는 이러한 균열군 거동의 모사는 계산량의 증가로 결코 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 수압파쇄시 생성되는 다수의 균열 변위를 경계병치법을 사용하여 효과적으로 계산하기 위한 방법을 제시하였다. 우선 평행하면서 아주 가깝게 위치한 다중 분할 균열의 점근적 해를 구하고 경계병치법의 균열에 사용된 병치점의 수를 변화시켜 점근적 해와 비교하였다. 그 결과 기존의 기준에 비해 병치점의 수를 10배정도 줄이더라도 얻어지는 결과에는 별 차이가 없음을 밝혀냈다. 따라서 이보다 더욱 복잡한 균열이 존재하는 실제의 경우 병치점의 수를 줄여 적용하여도 경계병치법에 의한 계산은 유효하다는 결론을 얻었다.

PRECONDITIONED SPECTRAL COLLOCATION METHOD ON CURVED ELEMENT DOMAINS USING THE GORDON-HALL TRANSFORMATION

  • Kim, Sang Dong;Hessari, Peyman;Shin, Byeong-Chun
    • 대한수학회보
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    • 제51권2호
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    • pp.595-612
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    • 2014
  • The spectral collocation method for a second order elliptic boundary value problem on a domain ${\Omega}$ with curved boundaries is studied using the Gordon and Hall transformation which enables us to have a transformed elliptic problem and a square domain S = [0, h] ${\times}$ [0, h], h > 0. The preconditioned system of the spectral collocation approximation based on Legendre-Gauss-Lobatto points by the matrix based on piecewise bilinear finite element discretizations is shown to have the high order accuracy of convergence and the efficiency of the finite element preconditioner.

MODIFIED NUMEROV METHOD FOR SOLVING SYSTEM OF SECOND-ORDER BOUNDARY-VALUE PROBLEMS

  • Al-Said, Eisa A.;Noor, Muhammad Aslam
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제8권1호
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    • pp.129-136
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    • 2001
  • We introduce and discuss a new numerical method for solving system of second order boundary value problems, where the solution is required to satisfy some extra continuity conditions on the subintervals in addition to the usual boundary conditions. We show that the present method gives approximations which are better than that produced by other collocation, finite difference and spline methods. Numerical example is presented to illustrate the applicability of the new method. AMS Mathematics Subject Classification : 65L12, 49J40.

Electromagnetic Field Analysis Using the Point Collocation Method Based on the FMLSRK Approximation

  • Kim, Hong-Kyu;Chong, Jin-Kyo;Park, Kyong-Yop;Kim, Do-Wan
    • KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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    • 제4B권4호
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    • pp.180-183
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    • 2004
  • This paper presents a description of the point collocation method and its application to the electromagnetic field computation. The interpolation scheme is based on the fast moving least square reproducing kernel approximation. In the method, the integration cell is not required and the essential boundary conditions can be enforced directly. Numerical simulations on 1-D and 2-D problems are carried out to validate the method. It is found that computational efficiency is higher than the general mesh-free methods.

Isogeometric Collocation Method to solve the strong form equation of UI-RM Plate Theory

  • Katili, Irwan;Aristio, Ricky;Setyanto, Samuel Budhi
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제76권4호
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    • pp.435-449
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    • 2020
  • This work presents the formulation of the isogeometric collocation method to solve the strong form equation of a unified and integrated approach of Reissner Mindlin plate theory (UI-RM). In this plate theory model, the total displacement is expressed in terms of bending and shear displacements. Rotations, curvatures, and shear strains are represented as the first, the second, and the third derivatives of the bending displacement, respectively. The proposed formulation is free from shear locking in the Kirchhoff limit and is equally applicable to thin and thick plates. The displacement field is approximated using the B-splines functions, and the strong form equation of the fourth-order is solved using the collocation approach. The convergence properties and accuracy are demonstrated with square plate problems of thin and thick plates with different boundary conditions. Two approaches are used for convergence tests, e.g., increasing the polynomial degree (NELT = 1×1 with p = 4, 5, 6, 7) and increasing the number of element (NELT = 1×1, 2×2, 3×3, 4×4 with p = 4) with the number of control variable (NCV) is used as a comparable equivalent variable. Compared with DKMQ element of a 64×64 mesh as the reference for all L/h, the problem analysis with isogeometric collocation on UI-RM plate theory exhibits satisfying results.

A Boundary Element Method for Nonlinear Boundary Value Problems

  • Park, Yunbeom;Kim, P.S.
    • 충청수학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.141-152
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    • 1994
  • We consider a numerical scheme for solving a nonlinear boundary integral equation (BIE) obtained by reformulation the nonlinear boundary value problem (BVP). We give a simple alternative to the standard collocation method for the nonlinear BIE. This method consists of one conventional linear system and another coupled linear system resulting from an auxiliary BIE which is obtained by differentiating both side of the nonlinear interior integral equations. We obtain an analogue BIE through the perturbation of the fundamental solution of Laplace's equation. We procure the super-convergence of approximate solutions.

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원공(圓孔)에 접근(接近)하는 균열(龜裂)이 있는 판(板)이 경계요소해석(境界要素解析) (Boundary Element Analysis of Plate with Crack Approaching Circular Holes)

  • 양창현;김일곤
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.103-110
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    • 1987
  • 구조물(構造物)에 발생(發生)한 균열(龜裂)이 원공(圓孔)에 접근(接近)할 때 원공(圓孔)과 균열선단(龜裂先端)에서는 큰 응력집중현상(應力集中現象)이 생긴다. 이러한 구조물(構造物)의 응력집중(應力集中)에 대한 수치해석방법(數値解析方法)으로 지금까지 주로 유한요소법(有限要素法)이 사용(使用)되어 왔으나 본 연구(硏究)에서는 유한요소법(有限要素法)에 비(比)해 입력자료(入力資料)와 계산시간(計算時間)을 현저히 줄일 수 있는 경계요소법(境界要素法)(boundary element method)을 시도(試圖)하였다. 두개의 원공(圓孔)사이에 균열(龜裂)이 있는 평판(平板)을 모델로 채택하여 경계요소법(境界要素法)으로 구한 해(解)를 Newman에 의한 경계선점법(境界選點法)(boundary collocation method)의 해와(解) 비교(比較)하였고 원공(圓孔)과 균열선단(龜裂先端)에서 역학적(力學的) 거동(擧動을 구명(究明)하였다.

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