• Steel and Composite Structures
• /
• 제29권5호
• /
• pp.591-602
• /
• 2018

This research presents an investigation on the thermal buckling resistance of FGM plates having parabolic-concave thickness variation exposed to uniform and gradient temperature change. An analytical formulation is derived and the governing differential equation of thermal stability is solved numerically using finite difference method. A specific function of thickness variation is introduced where it controls the parabolic variation intensity of the thickness without changing the original material volume. The results indicated that the loss ratio in buckling resistance is the same for any gradient temperature profile. Influencing geometrical and material parameters on the loss ratio in the thermal resistance buckling are investigated which may help in design guidelines of such complex structures.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제26권4호
• /
• pp.453-461
• /
• 2018

In this paper, nonlinear vibrations of the unsymmetrical laminated composite beam (LCB) on a nonlinear elastic foundation are studied. The governing equation of the problem is derived by using Galerkin method. Two different end conditions are considered: the simple-simple and the clamped-clamped one. The Hamiltonian Approach (HA) method is adopted and applied for solving of the equation of motion. The advantage of the suggested method is that it does not need any linearization of the problem and the obtained approximate solution has a high accuracy. The method is used for frequency calculation. The frequency of the nonlinear system is compared with the frequency of the linear system. The influence of the parameters of the foundation nonlinearity on the frequency of vibration is considered. The differential equation of vibration is solved also numerically. The analytical and numerical results are compared and is concluded that the difference is negligible. In the paper the new method for error estimation of the analytical solution in comparison to the exact one is developed. The method is based on comparison of the calculation energy and the exact energy of the system. For certain numerical data the accuracy of the approximate frequency of vibration is determined by applying of the suggested method of error estimation. Finally, it has been indicated that the proposed Hamiltonian Approach gives enough accurate result.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제28권5호
• /
• pp.526-534
• /
• 2004

A new second-moment closure model for turbulent heat fluxes is proposed on the basis of the elliptic equation. The new model satisfies the near-wall balance between viscous diffusion, viscous dissipation and temperature-pressure gradient correlation, and also has the characteristics of approaching its respective conventional high Reynolds number model far away from the wall. The predictions of turbulent heat transfer in a channel flow have been carried out with constant wall heat flux and constant wall temperature difference boundary conditions respectively. The velocity field variables are supplied from the DNS data and the differential equations only fur the mean temperature and the scalar flux are solved by the present calculations. The present model is tested by direct comparisons with the DNS to validate the performance of the model predictions. The prediction results show that the behavior of the turbulent heat fluxes in the whole region is well captured by the present model.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제35권1호
• /
• pp.61-71
• /
• 1998

본 논문에서는 2차원 공간에서의 탄성 또는 탄소성응력파를 받는 구조부재의 동적 파괴거동을 다룬다. 이러한 문제에 대한 지배방정식은 운동방정식과 탄소성 구성방정식에 대한 증감식으로 구성된 쌍곡선 편미분 방정식으로 나타나고, 이를 풀기 위해 유한차분법을 기초로 한 Zwas방법이 도입된다. 또한 탄소성문제의 동적거동을 나타내기 위해 응력공간내 탄소성 loading path가 소성항복 현상을 모델링하는데 제안된다. 이러한 계산결과를 바탕으로 탄성체의 균열선단의 동적응력확대계수가 계산되어지고, 탄소성체에 대한 소성영역의 형상의 시간이력을 보여준다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.174-180
• /
• 2010

변동 수심에서의 파랑변형을 비균질 Helmholtz 방정식을 이용하여 계산하였다. 포텐셜 함수가 존재한다고 가정하였으며, 변수분리를 적용하였다. 본 논문에서는 조화파만을 고려하였다. 포텐셜 함수로 구성된 지배방정식을 정수면에 직접 적용하였고, 변동 수심에 대한 비균질 Helmholtz 방정식을 얻었다. 파랑의 진폭과 위상차로 얻어진 복합 포텐셜 함수의 지배방정식을 실수형 변수로 된 두 방정식으로 분리하였다. 분리된 방정식들은 각각 1차와 2차 상미분 방정식이며, 이 방정식들을 단순한 형태의 중앙차분 수치기법을 이용하여 차분식으로 변형하였다. 측면 경계조건에서의 파랑의 진폭, 진폭경사, 그리고 위상경사를 경계면에 적용하여 전방진행방법으로 전 영역에서 해를 구하였다 Booij의 경사면 있는 저면의 경우와 Bragg의 물결모양이 있는 저면의 경우에 적용하였다. 본 연구로 도출된 비균질 Helmholtz 방정식은 완전 선형방정식 계산 결과, Massel의 수정 완경사 방정식, 그리고 Berkhoff의 완경사 방정식의 적용 결과와 비교하였으며, 만족스러운 결과를 얻었다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제23권4호
• /
• pp.442-448
• /
• 2018

This paper presents the numerical simulation of advection-diffusion mechanism of BOD concentration which was used as an indicator of waste only in one flow-direction of waste stabilization ponds (1-dimension (1-D)). This model was represented in partial differential equation order 2. The purpose of this paper was to determine the simulation of the model 1-D of wastewater transport phenomena based advection-diffusion mechanism and did validate the model. Numerical methods which was used for the solution of this model is finite difference method with Forward Time Central Space scheme. The simulation results which was obtained would be compared with field observation data as a validation model. Collection of field data was carried out in the Wastewater Treatment Plant Sewon, Bantul, D.I. Yogyakarta. The results of numerical simulations were indicate that the advection-diffusion mechanism takes place continuously over time. Then validation of the model was state that there was a difference between the calculation results with the field data, with a correlation value of 0.998.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권3호통권46호
• /
• pp.291-302
• /
• 2000

복합적층 구조물에서 복합재료는 그 자체의 높은 강성, 강도와 내구성등의 특성을 갖고 있을 뿐 아니라, 구조물의 역학적 특성에 따라 얼마든지 재료의 특성을 합리적으로 구성하여 배치할 수 있는 매우 우수한 장점이 있다. 본 연구에서는 등분포로 재하된 복합적층경사판의 처짐에 관한 해석으로서 복합적층 경사판의 처짐을 나타내는 단일 4차 편미분방정식을 3개의 종속변수를 갖는 3원2차 연립방정식을 이용하여 해석하는 수치해석 법을 제시하였으며, 대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 역대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 비대칭 앵글-플라이 각도로 적층한 경우에 처짐과 단면력을 비교 검토하였다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제58권1호
• /
• pp.81-90
• /
• 2016

The Agricultural Systems Application Platform (ASAP) provides bottom-up modelling and simulation environment for agricultural engineer. The purpose of this study is to expand usability of the ASAP to the second order partial differential equations: elliptic equations, parabolic equations, and hyperbolic equations. The ASAP is a general-purpose simulation tool which express natural phenomenon with capsulized independent components to simplify implementation and maintenance. To use the ASAP in continuous problems, it is necessary to solve partial differential equations. This study shows usage of the ASAP in elliptic problem, parabolic problem, and hyperbolic problem, and solves of static heat problem, heat transfer problem, and wave problem as examples. The example problems are solved with the ASAP and Finite Difference method (FDM) for verification. The ASAP shows identical results to FDM. These applications are useful to simulate the engineering problem including equilibrium, diffusion and wave problem.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권4호
• /
• pp.264-269
• /
• 2016

본 논문은 단열층을 가지는 솔라폰드의 온도특성을 알아보기 위한 기초 연구이다. 또한, 기존의 단열층을 가지지 않는 경우의 솔라폰드의 온도특성과 비교하였다. 수치해석법은 유한차분법(Finite-Difference Method)를 이용하였으며, 2차원 비정상의 상태를 가정하여 계산하였다. 수치해석을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 솔라 폰드의 깊이가 깊어지면 폰드의 하부까지 도달하는 일사량이 줄어들기 때문에 온도 상승 효과는 발생하지 않는 것을 확인했다. 2) 동절기에는 토양의 온도가 솔라 폰드 내 물의 온도보다 상대적으로 높아 토양에서 폰드 내로 열이 전달되는 것을 확인할 수 있었다. 3) 단열층을 가지는 솔라폰드의 경우, 태양의 의존율은 83.3%, 보일러의 의존율은 16.7%로 자연에너지의 의존도가 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.577-582
• /
• 2015

본 논문은 육해상의 운송장치에 축냉시스템을 적용시키기 위한 기초 연구이다. 또한, 축냉재의 고액상변화에 대한 수치해석을 수행한 연구이다. 수치해석법으로는 유한차분법(Finite-Difference Method)을 이용하였으며, 1차원 비정상의 상태를 가정하여 계산하였다. 또한 용기는 직사각형의 구형용기로 가정하여 대칭의 조건을 이용하였다. 축냉을 목적으로 사용하는 열매체는 염화칼슘 수용액($CaCl_2$) 30wt%의 물성치를 사용하여 계산을 수행하였다. 계산에 영향을 미치는 요소로는 냉동고의 냉기 온도 및 냉기 유속이 있으며, 축냉재를 싸고 있는 용기는 플라스틱으로 가정하였다. 본 수치해석에서 경계층의 두께는 냉기의 속도 증가와 함께 얇게 되고 축열시간도 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 냉기의 유속이 빨라질수록 열전달이 촉진되어 축냉용기 전면부에서의 온도가 낮아짐을 알았다. 축냉용기의 후면부에서는 경계층이 두꺼워져 열전달이 전면부에 비해 작아짐을 알았다.