• 제목/요약/키워드: Continuum numerical analysis

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Biot의 압밀 이론에 근거한 연속체 암반의 열-수리-역학 상호작용의 수치적 연구 (A Numerical Study on Thermo-hydro-mechanical Coupling in Continuum Rock Mass Based on the Biot′s Consolidation Theory)

  • 이희석;양주호
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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    • pp.105-115
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    • 2000
  • 방사성 폐기물지하처분이나 열수 및 축열 에너지저장, 지열에너지 개발 등과 같은 대규모 지하공간 프로젝트들이 대두됨에 따라 역학, 수리 및 열적 거동을 동시에 고려한 연구가 필요하게 되었다. 열-수리-역학 상호작용 해석은 열로 교란되고 지하수로 포화된 암반내의 거동을 열 수리, 역학 3가지 지배방정식의 결합을 통해 구현하는 상당히 복잡한 수치 해석 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 기존의 Biot의 압밀이론에 기초한 수식화들을 이용하여 연속체 암반의 열-수리-역학적 상호작용을 모사할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위해 등온과 비등온 조건하의 일차원 압밀모델에 대한 해석을 실시하여 해석해와 비교하였다. 이타원 압밀에 대한 변수해석을 통하여 포아송비나 수리적 이방성과 같은 인자들이 매체 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 앞으로 본 프로그램에 개별체 절리 모델을 통합시켜 보다 일반적인 불연속 암반의 상호작용 거동 해석에 이용할 수 있을 것이다.

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Biot의 압밀 이론에 근거한 연속체 암반의 열-수리-역학 상호작용의 수치적 연구 (A Numerical Study on Thermo-hydro-mechanical Coupling in Continuum Rock Mass Based on the Biot's Consolidation Theory)

  • 이희석;양주호
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.355-365
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    • 2000
  • 방사성 폐기물지하처분이나 열수 및 축열 에너지저장, 지열에너지 개발 둥과 같은 대규모 지하공간 프로젝트들이 대두됨에 따라 역학, 수리 및 열적 거동을 동시에 고려한 연구가 필요하게 되었다. 열-수리-역학 상호작용 해석은 열로 교란되고 지하수로 포화된 암반내의 거동을 열, 수리, 역학 3 가지 지배방정식의 결합을 통해 구현하는 상당히 복잡한 수치 해석 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 기존의 Biot의 압밀이론에 기초한 수식화들을 이용하여 연속체 암반의 열-수리-역학적 상호작용을 모사할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위해 등온과 비등온 조건하의 일차원 압밀모델에 대한 해석을 실시하여 해석해와 비교하였다. 이차원 압밀에 대한 변수해석을 통하여 포아송비나 수리적 이방성과 같은 인자들이 매체 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 앞으로 본 프로그램에 개별체 절리 모델을 통합시켜 보다 일반적인 불연속 암반의 상호작용 거동 해석에 이용할 수 있을 것이다.

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자기 접속 프로세스에 대한 볼륨 입자 거동에 대한 수치해석 연구 (Numerical Analysis of Fusible Filler Behavior for Self-Interconnection Process)

  • 권혁록;이정희;김종민;이성혁
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2006년 추계학술발표대회 개요집
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    • pp.178-180
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    • 2006
  • The present article aims to develop a numerical method for numerical analysis of fusible filler behavior for self-interconnection process. The CIP(Cubic Interpolated Propagation) method is used for determination of interfaces and the CSF(Continuum Surface Force) model is adopted for evaluation of curvature. To validate these models, first, the present study performs the numerical simulation for a droplet formation and it simulates the interactions among fusible fillers inside resin under the operating condition. As a result, similar tendency is found compared to the experimental observation. This study would be a first step towards finding the optimum condition for self-interconnection process.

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절토사면의 전도파괴에 대한 안정성 평가 및 수치해석적 고찰 (A Study on the Stability Evaluation and Numerical Simulation of Toppling Failure on a Cut-Slope)

  • 최지용;김승현;구호본
    • 지질공학
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    • 제20권1호
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    • pp.13-23
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    • 2010
  • 암반사면의 전도파괴는 암반이나 토체가 기존 파괴면을 따라 미끄러지는 다른 파괴형태와는 달리 암주 혹은 암블록의 회전을 동반하는 파괴형태로 정의된다. 이는 사면방향에 대해 역방향으로 발달된 불연속면이 존재하는 구역에서 주로 발생하며, 불연속면의 지질학적 특성뿐 아니라 기하학적인 특성도 사면의 안정성을 판단하는 중요한 요소로 작용된다. 본 연구에서는 역방향 불연속면이 발달된 절토사면에 대해 안정성을 평가하였다. 일반적으로 암반의 파괴거동은 불연속체 특성을 가지고 있으나 최근 연속체 해석에서 불연속면을 모사하는 수치해석방법들이 많이 논의되고 있다. 본 연구에서는 연속체 해석인 유한요소해석에 불연속면을 이질적인 경계특성에 적용되는 계면요소를 이용하여 모사함으로써 불연속면이 고려된 사면의 거동특성을 파악하였다.

절리 암반터널의 불연속체해석과 연속체해석에 관한 고찰 (A Study on Continous and Discontinous Analysis of Tunnels in Jointed Rock Mass)

  • 이종선;김시격;김도훈;정재동
    • 한국철도학회논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.82-86
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    • 2005
  • Numerical methods to estimate behaviors of jointed rock mass can be roughly divided into two methods : continuous and discontinuous model. Generally, distinct element method(DEM) is applied in discontinuous model, and finite element method(FDM) or finite difference method(FDM) is utilized in continuum model. To predict a behavior of discontinuous model by DEM, it is essential to understand characteristics of joints developed in rock mass through field tests. However, results of field tests can not provide full information about rock mass because field tests are conducted in limited area. In this paper, discontinuous analysis by UDEC and continuous analysis by FLAC are utilized to estimate a behavior of a tunnel in jointed rock mass. For including discontinuous analysis in continuous analysis, joints in rock mass is considered by reducing rock mass properties obtained by RMR and decreasing shear strength of rock mass. By comparing and revising two analysis results, analysis results similar with practical behavior of a tunnel can be induced and appropriate support system is decided.

록볼트의 2차원 수치해석에 대한 타당성 검토 (A Study on the Validity of 2-Dimensional Analysis of Rock Bolt)

  • 정현석;김보현;양형식
    • 터널과지하공간
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    • 제14권6호
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    • pp.423-428
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    • 2004
  • 편의상 터널을 평면변형률조건으로 해석하는 경우가 많은데 이때 록볼트는 등가의 연속체로 가정하여 해석한다. 본 연구에서는 3차원해석과2차원 해석을 비교하여 현행의 2차원 해석이 타당한지를 평가하였다. 해석결과 불량한 지반에 대한 2차원 해석에서는 $10\%$ 이상의 변형 오차가 발생하여 3차원적 고려가 필요한 것으로 판단되었다.

구형등가보 원리에 의한 튜브 구조물의 전단응력 해석 (Orthotropic Beam Analogy for Analysis of Shear Stresses in Framed-Tube Structures)

  • 이강건;이리형
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.393-400
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    • 2001
  • A simple numerical modelling technique is proposed for estimating the shear stress distribution in beams of framed tube structures with multiple internal tubes. The structures are analysed using a continuum approach in which each tube is individually modelled by a tube beam that accounts for the flexural and shear deformations, as well as the shear lag effects. The method idealises the discrete tubes-in-tube structures as an assemblage of equivalent multiple beams, each composed of orthotropic plate panels. The numerical analysis of shear stress is based on the elastic theory in conjunction with the minimum potential energy principle. By simplifying assumptions regarding the form of strain distributions in external and internal tubes, the shear stress distributions are expressed in terms of a series of linear functions of the second moments of area of the structures and the corresponding geometric and material properties, as well as the applied loads. The simplicity and accuracy of the proposed method are demonstrated through the solutions of three numerical examples.

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Differential quadrature method for free vibration analysis of coupled shear walls

  • Bozdogan, K.B.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제41권1호
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    • pp.67-81
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    • 2012
  • Differential Quadrature Method (DQM) is a powerful method which can be used to solve numerical problems in the analysis of structural and dynamical systems. In this study the governing equation which represents the free vibration of coupled shear walls is solved using the DQM method. A one-dimensional model has been used in this study. At the end of study various examples are presented to verify the accuracy of the method.

Nonlinear static analysis of functionally graded porous beams under thermal effect

  • Akbas, Seref D.
    • Coupled systems mechanics
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    • 제6권4호
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    • pp.399-415
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    • 2017
  • This paper deals with the nonlinear static deflections of functionally graded (FG) porous under thermal effect. Material properties vary in both position-dependent and temperature-dependent. The considered nonlinear problem is solved by using Total Lagrangian finite element method within two-dimensional (2-D) continuum model in the Newton-Raphson iteration method. In numerical examples, the effects of material distribution, porosity parameters, temperature rising on the nonlinear large deflections of FG beams are presented and discussed with porosity effects. Also, the effects of the different porosity models on the FG beams are investigated in temperature rising.

절리의 방향성을 고려한 암반의 동적거동 수치해석 (A Numerical Analysis of Dynamic Behavior of Rock Mass with Intense Discontinuities)

  • 하태욱;양형식
    • 터널과지하공간
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    • 제16권5호
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    • pp.394-404
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    • 2006
  • 암반구조물의 동적 거동은 구조물이 위치하는 동적 물성과 입력지진파의 특성에 따라 크게 다르며, 절리군이 발달한 암반은 블록의 역학적인 특성과 함께 불연속면의 구조적, 역학적 특성에 따라 다르다. 본 연구에서는 불연속체 해석 기법인 UDEC을 이용하여 지하구조물 주변에 발달한 불연속체의 구조적인 특징에 따라 변화하는 암반의 동적 거동을 평가하고, 이를 연속체 해석 기법인 $FLAC^{2D}$의 결과와 비교를 통해 절리 암반의 지진에 대한 동적 거동의 타당성을 비교 검토하였다. 그 결과, 불연속체가 고려된 해석 결과는 절리의 거동에 의한 영향으로 구조적인 형상에 따른 변화가 나타났으며, 연속체 해석 결과는 불연속체 해석 결과에 비해 과다 평가되는 것으로 나타났다.