• 제목/요약/키워드: Discontinuous model

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지진파 전파 모의를 위한 불균등 격자 및 시간간격 유한차분법 (Discontinuous Grids and Time-Step Finite-Difference Method for Simulation of Seismic Wave Propagation)

  • 강태섭;박창업
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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    • pp.50-58
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    • 2003
  • We have developed a locally variable time-step scheme matching with discontinuous grids in the flute-difference method for the efficient simulation of seismic wave propagation. The first-order velocity-stress formulations are used to obtain the spatial derivatives using finite-difference operators on a staggered grid. A three-times coarser grid in the high-velocity region compared with the grid in the low-velocity region is used to avoid spatial oversampling. Temporal steps corresponding to the spatial sampling ratio between both regions are determined based on proper stability criteria. The wavefield in the margin of the region with smaller time-step are linearly interpolated in time using the values calculated in the region with larger one. The accuracy of the proposed scheme is tested through comparisons with analytic solutions and conventional finite-difference scheme with constant grid spacing and time step. The use of the locally variable time-step scheme with discontinuous grids results in remarkable saving of the computation time and memory requirement with dependency of the efficiency on the simulation model. This implies that ground motion for a realistic velocity structures including near-surface sediments can be modeled to high frequency (several Hz) without requiring severe computer memory

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주조 및 불연속 석출물 미세조직을 가지는 Mg-Al 합금의 진동감쇠능 (Damping Capacities of Mg-Al alloy with As-Cast and Discontinuous Precipitates Microstructures)

  • 전중환
    • 열처리공학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.218-225
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    • 2021
  • In this study, damping capacities were comparatively investigated for Mg-9%Al alloy with as-cast (AC) and fully discontinuous precipitates (DPs) microstructures, respectively. The DPs microstructure was obtained by solution treatment at 678 K for 24 h, followed by furnace cooling to RT. The AC microstructure was typically characterized by partially divorced eutectic β(Mg17Al12) phase particles distributed along the α-(Mg) matrix cell boundaries. The DPs microstructure showed lamellar morphology consisting of α and β thin layers with various interlamellar spacings. The DPs microstructure had better damping capacity than the AC microstructure in the strain-amplitude independent region, while in the strain-amplitude dependent region, the damping behavior was reversed. In view of the microstructural features of AC and DPs, the lower concentration of Al in the α-(Mg) phase for the DPs microstructure and the lower β phase number density for the AC microstructure would be responsible for the higher damping capacities in the strain-amplitude independent and strain-amplitude dependent regions, respectively.

천수 흐름 모의에서 불연속 지형에 따른 흐름 저항 (Flow Resistance by Discontinuous Topography in Simulating Shallow-water Flow)

  • 황승용
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권1호
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    • pp.175-181
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    • 2019
  • 근사 Riemann 해법으로 흐름률을 계산할 때 Hwang의 기법을 이용하여 불연속 지형에 따른 흐름 저항으로서 계단에 따른 정수압, 추력, 벽 반사 등을 검토하였다. 광정 위어 실험과 비교했을 때 추력을 이용하여 모의한 결과가 셋 중에서 가장 우수하였다. 계단에 따른 추력을 고려한 Hwang의 기법을 측면 위어 실험에 적용하였으며, 실험 결과와 잘 일치함을 확인하였다. 기존 수심적분 모형에 비해 정확도 저하가 조금 있으나, 계산 시간을 약 20 %로 줄일 수 있어 감수할 만한 수준이었다.

불연속 갤러킨 음해법의 천수방정식 적용 (Applications of Implicit Discontinuous Galerkin Method to Shallow Water Equations)

  • 이해균;이남주
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.569-574
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    • 2020
  • 천수방정식에 대한 불연속 갤러킨 기법 (DG)은 주로 양해법 기반으로 개발되어 적용되어 왔으나, 바닥마찰항의 처리, 과도한 CFL 조건 등의 불리한 점이 지적되어 왔다. 이에 대한 대안으로써, 본 연구에서는 음해법 기반의 모형을 개발하고 이를 적용하여 향후 가능성을 입증하였다. 본 논문에서 연구한 사례에서는 선형 삼각형 요소를 사용하였고, 수치흐름률로서 Roe 흐름률을 이용하였으며, TVD 특성 보존을 위한 기울기 제한자를 적용하였다. 적용 사례로서 실린더 주변의 흐름과 댐 붕괴류 문제 등에 대하여 적용하고, 기존의 실험치, 수치해와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.

스위치 평균 모델을 이용한 DC/DC 컨버터 모델링 및 임계특성에 관한 연구 (The DC/DC converter modeling using average model of switch and critical characterist)

  • 배진용;김용
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.129-133
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    • 2005
  • This paper discusses DC/DC converter modeling using average model of switch and critical characterist. Average model of switch approach is expended to the modeling of boundary conduction mode DC/DC converters that operate at the boundary between Continuous Conduction Mode(CCM) and Discontinuous Conduction Mode(DCM). Frequency responses predicted by the average model of switch are verified by simulation and experiment.

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SU/PG 기법을 이용한 댐붕괴 수치모의 (Numerical Simulation of Dam-Break Problem Using SU/PG Scheme)

  • 서일원;송창근
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.198-198
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    • 2011
  • The numerical simulation of dam break problem suffers from several challenges in terms of accuracy, stability, and versatility of the simulation algorithm since the water flow is generally discontinuous and presents abrupt variations. Thus, to obtain stable and accurate solutions, flow models for this purpose require numerical schemes provided with shock-capturing properties, and with the ability to work with flexible two-dimensional meshes. In this context, SU/PG method(Hughes and Brooks, 1979) is excellent candidate for the solution of the dam break problem. The weak formulation of the equations and the discontinuous polynomial basis lead to an accurate representation of bore waves(shocks). Furthermore, the discretization of the domain in finite elements is extremely effective in modeling complex geometries. In this study, a finite element model based on the SU/PG scheme is developed to solve shallow water equations and the model is applied to dam break problem. It is found that the present model accurately captures the bore wave that propagates downstream while spreading laterally and the depression wave that moves upstream. Furthermore, the propagation and formation of water surface profile compared favorably with those obtained by the previously published results.

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불연속성 암반에 위치한 2-아치 터널에서 지표면 하중 작용시 필러에 전달되는 응력 특성 (The Characteristics of Stress Distribution on Two-arch Tunnel's Pillar due to Surface Loads in the Discontinuous Rock Mass)

  • 김홍문;이상덕
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.65-73
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    • 2009
  • 불연속성 암반에 건설된 2-아치 터널 지표면에 외력이 작용할 경우 지중응력의 분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 선형 탄성론에 근거한 응력보다 큰 지중응력이 분포하며, 불연속면의 경사도에 따라 압력구의 형상이 달라지는 것을 확인하였다. 불연속면이 수평이거나 연직인 경우에는 지중응력의 분포가 대칭적 이지만, 경사져 있으면 경사에 대해 수직과 평행한 양방향으로 나뉘어 분포되었다. 또한 불연속면의 경사가 고각일수록 불연속면에 평행인 방향의 지중응력이 더 크게 증가하였다. 연구결과, 불연속성 암반에서는 불연속면의 경사가 음력분포에 지대한 영향을 미치며, 필러에 전달되는 응력을 추정할 경우에는 재하위치와 불연속면의 경사 및 터널 구조물간 상호위치를 고려하는 것이 중요함을 확인하였다.

DFN 모델과 스미어드 균열 모델을 이용한 불연속 암반의 3차원 수리해석 (Hydraulic Analysis of a Discontinuous Rock Mass Using Smeared Fracture Model and DFN Model)

  • 박정찬;김진섭;이창수;권상기
    • 터널과지하공간
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    • 제29권5호
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    • pp.318-331
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    • 2019
  • 본 연구에서는 3차원 불연속균열망을 이용하여 불연속 암반을 모사하여 스미어드 균열 모델을 적용한 불연속 암반의 등가연속체 해석기법에 대해 연구를 실시했다. 연속체 해석 코드인 FLAC3D를 이용하여 모델링을 수행하였고, 해당 적용 모델의 신뢰성을 검증하기 위해 불연속체 해석에 널리 사용되는 3DEC 코드를 통해 모델의 메쉬 사이즈, 불연속면의 밀도 및 불연속면의 간극에 대한 민감도 분석을 함께 실시하여 제안 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 본 논문에서 제안된 등가연속체 해석기법을 이용한 불연속 암반의 수리해석에 대한 연구결과는 교통 터널, 석유비축기지, 방사성폐기물 처분장 등의 지하 구조물 설계 및 건설 분야에 기초자료로 활용될 것이라고 판단된다.

사면활동으로 야기된 도로부 융기발생에 대한 수치해석 및 고찰 (Numerical simulation and countermeasure on upheaval generation in the road caused by sliding of a slope)

  • 김승희;이종현;구호본
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.833-841
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    • 2008
  • Recently, the upheaval generation in the road which is under service had been reported. Due to the upheaval generation, total 4 lanes were forced to curtail to 3 lanes, and traffic was delayed. In normal situation of cut-slopes in korea, that condition is hard to detect since most cut-slopes contain discontinuous material, that is rock. Common collapses in rock-slopes is wedge failure, plane failure and toppling failure which is all individual mechanism of discontinuous rock mass. In contrast, such upheaval in the road in front of cut-slope can be generated only when circular movement is triggered within the cut-slope. In this sense, rock-slopes barely show any kind of movement in the road locates at the front of them. Numerical analysis is general method in simulation of slope displacement and evaluation of safety. However, numerical analysis programs which are related with rock-slopes are not able to simulate such upheaval movement because that programs are based on discontinuous modeling mechanism. In addition, although numerical analysis programs which are based on FEM/FDM and thus utilize continuous modeling mechanism are able to simulate circular movement and upheaval situation, they have weakness in reflecting discontinuities of rock-slope itself. In this study, detailed in-site investigation and numerical analysis based on in-site condition were performed in order to expect upheaval movement in the road. In this procedure, the FLAC program which uses continuous modeling method was utilized, and new approach reflecting discontinuity developed toward the road with a ubiquitous joint model was tried to derive reliable analysis result.

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절리암반내 터널의 안정성 평가를 위한 개별요소 모델링에 대한 고찰 (Some Considerations on the Distinct Element Modelling for the Stability Analysis of a Tunnel in a Jointed Rock Mass)

  • 장석부;허도학
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.3-12
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    • 2001
  • 본 논문은 절리암반 터널의 안정성 해석을 위한 2차원 개별요소모델링방법에 대한 개선방안을 제안하였다. 먼저, 절리군과 터널의 상대방위를 고려하여 터널단면상에서 불연속거동이 가능한 절리군을 구별하는 기준을 제시하였다. 이 기준에 따라 불연속거동이 가능한 절리군은 개별요소(암석블록)의 변이 되도록 하고 그 외 절리군은 암석블록의 탄성특성을 보정하는 방법을 제시하였다. 또한, 주어진 절리의 기하학적 특성에 대해서 절리의 방위편차와 유한길이를 고려한 복잡한 모델과 절리의 평균방위와 무한길이를 고려한 단순한 모델의 특성을 분석하였다. 그 결과, 후자의 모델이 일관성 있는 터널의 국부적 파괴양상과 명료한 암반의 불연속거동을 보여줌으로써 터널설계목적에 적절함을 확인하였다.

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