This paper presents a comparison between two different procedures to deal with the geometric nonlinear analysis of space trusses, considering its structural stability aspects. The first nonlinear formulation, called positional, uses nodal positions rather than nodal displacements to describe the finite elements kinematics. The strains are computed directly from the proposed position concept, using a Cartesian coordinate system fixed in space. The second formulation, called corotational, is based on the explicit separation between rigid body motion and deformed motion. The numerical examples demonstrate the performances and the convergence of the responses for both analyzed formulations. Two numerical examples were compared, including a lattice beam with postcritical behavior. Despite the two completely different approaches to deal with the geometrical nonlinear problem, the results present good agreement.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제21권2호
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pp.89-107
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2017
In this paper, we have proposed a modified Marker-And-Cell (MAC) method to investigate the problem of an unsteady 2-D incompressible flow with heat and mass transfer at low, moderate, and high Reynolds numbers with no-slip and slip boundary conditions. We have used this method to solve the governing equations along with the boundary conditions and thereby to compute the flow variables, viz. u-velocity, v-velocity, P, T, and C. We have used the staggered grid approach of this method to discretize the governing equations of the problem. A modified MAC algorithm was proposed and used to compute the numerical solutions of the flow variables for Reynolds numbers Re = 10, 500, and 50000 in consonance with low, moderate, and high Reynolds numbers. We have also used appropriate Prandtl (Pr) and Schmidt (Sc) numbers in consistence with relevancy of the physical problem considered. We have executed this modified MAC algorithm with the aid of a computer program developed and run in C compiler. We have also computed numerical solutions of local Nusselt (Nu) and Sherwood (Sh) numbers along the horizontal line through the geometric center at low, moderate, and high Reynolds numbers for fixed Pr = 6.62 and Sc = 340 for two grid systems at time t = 0.0001s. Our numerical solutions for u and v velocities along the vertical and horizontal line through the geometric center of the square cavity for Re = 100 has been compared with benchmark solutions available in the literature and it has been found that they are in good agreement. The present numerical results indicate that, as we move along the horizontal line through the geometric center of the domain, we observed that, the heat and mass transfer decreases up to the geometric center. It, then, increases symmetrically.
본(本) 연구(硏究)에서는 도로기하구조(道路幾何構造) 개량(改良)이 발생(發生)하게 될 performance 분석(分析) 모형(模型)을 최근(最近) 기법(技法)을 통하여 개발(開發)하였고 그 절차상(節次上)의 산정(算定) 과정(過程)을 전산화(電算化)하여 GUCAM(Geometric-specific User Cost Analysis Moded)을 개발(開發)하였다. GUCAM과 HIAP 모형간(模型間)의 비교(比較)를 위하여 지방부(地方部) 2차선도로(車線道路)를 4차선도로(車線道路)로 확장하는 현장(現場) 자료(資料)를 입력(入力)하였다. 그 결과(結果) GUCAM이 도로(道路)의 기하구조개량(幾何構造改良)에 보다 실제적(實際的)이고 민감하게 반응(反應)하는 것으로 나타났으며 그 이유는 도로(道路)의 평면곡선(平面曲線)과 구배를 반영하는 절차(節次) 개선(改善)하였기 때문인 것으로 판단되었다. 향후의 과제(課題)로는 GUCAM이 아직도 한 평면곡선(平面曲線)이나 구배의 개량(改良)을 충분히 고려하지 못하고 있는 점을 생각하여 이에 대한 보다 정확(正確)한 performance 분석(分析)에 관한 연구(硏究)가 될 것이다.
In the design of tall reinforced concrete (R/C) buildings, the serviceability stiffness criteria in terms of maximum lateral displacement and inter-story drift must be satisfied to prevent large second-order P-delta effects. To accurately assess the lateral deflection and stiffness of tall R/C structures, cracked members in these structures need to be identified and their effective member flexural stiffness determined. In addition, the implementation of the geometric nonlinearity in the analysis can be significant for an accurate prediction of lateral deflection of the structure, particularly in the case of tall R/C building under lateral loading. It can therefore be important to consider the cracking effect together with the geometric nonlinearity in the analysis in order to obtain more accurate results. In the present study, a computer program based on the iterative procedure has been developed for the three dimensional analysis of reinforced concrete frames with cracked beam and column elements. Probability-based effective stiffness model is used for the effective flexural stiffness of a cracked member. In the analysis, the geometric nonlinearity due to the interaction of axial force and bending moment and the displacements of joints are also taken into account. The analytical procedure has been demonstrated through the application of R/C frame examples in which its accuracy and efficiency in comparison with experimental and other analytical results are verified. The effectiveness of the analytical procedure is also illustrated through a practical four story R/C frame example. The iterative procedure provides equally good and consistent prediction of lateral deflection and effective flexural member stiffness. The proposed analytical procedure is efficient from the viewpoints of computational effort and convergence rate.
국내에서 사용되고 있는 CAD/CAM 시스템들은 모두 도입한 제품들로, 그 구조가 폐쇄형으로 되어있기 때문에, 원천기술을 갖고있지 못한 후발 개발자들은 그 내부구조를 파악하기 어렵다. 근래에 정보기술분야에서 개방형 구조를 갖는 시스템들이 등장하여 좋은 기회를 제공하고 있다. 이 글에서는 개방형 구조를 갖는 형상모델러를 개발하기 위하여 그 시스템설계를 수행한 내용을 소개한다. 기존의 유사한 형상모델러들을 조사분석하여, 새로운 시스템이 갖추어야하는 기능들을 파악하였으며, 공학설계의 전 과정을 형상모델러가 유연하게 지원하기 위하여 복합다양체를 지원하는 자료구조를 갖는 것이 필요하다고 판단하였다. 이를 토대로 개방형 구조를 갖는 형상모델러의 골격에 대한 기준모델이 제안되었다. 이러한 기준모델과 자료구조, 그리고 공통의 개발환경은 시스템 개발을 위한 여러 사람의 참여와, 업무분담, 그리고 분담개발된 요소기능들의 통합을 지원하는 유효한 수단이 될 것이다.
Aleksandra M. Pawlak;Tomasz A. Gorny;Michal Plust;Piotr Paczos;Jakub Kasprzak
Steel and Composite Structures
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제52권3호
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pp.327-341
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2024
This paper is the first in a series of articles dealing with the study and analysis of imperfections in thin-walled, cold-formed steel sections with modified cross-sectional shapes. A study was conducted, using 3D scanning techniques, to determine the most vulnerable geometric imperfections in the profiles. Based on a review of the literature, it has been determined that few researchers are studying thin-walled sections with modified cross-sectional shapes. Each additional bend in the section potentially generates geometric imperfections. Geometric imperfections significantly affect the resistance to loss of stability, which is crucial when analyzing thin-walled structures. In addition, the most critical locations along the length where these imperfections occur were determined. Based on the study, it was found that geometric imperfections cause a reduction in critical load. It should be noted that the tests performed are preliminary studies, based on which a program of further research will be developed. In addition, the article presents the current state of knowledge in the authors' field of interest. The future objective is to ascertain if these imperfections could potentially contribute positively to structural integrity. This enhanced understanding may pave the way for novel methodologies in structural engineering, wherein imperfections are viewed not solely as flaws but also as elements that could enhance the end product.
고해상도 위성영상의 수요 증가로 국토교통부와 과학기술정보통신부에서 국토관측위성을 개발하고 있다. 국토관측위성의 주요 위성영상 산출물로 정밀보정영상, 정밀정사영상, DSM/DTM, 변화탐지 주제도 등이 계획되어 있다. 이러한 위성영상 산출물의 품질은 위성영상의 기하정확도에 기반하여 결정된다. 따라서, 고품질의 위성영상 산출물을 생성하기 위해 위성영상의 기하학적인 왜곡을 보정하는 것이 중요하다. 또한, 정밀기하수립을 위한 GCP를 취득하는 방법은 대체로 정사영상, 수치지도 등을 이용하여 수동으로 취득한다. 이 방식은 GCP를 취득하는데 많은 시간이 요구된다. 따라서, 자동으로 GCP를 추출하여 GCP 취득 시간과 정밀정사영상 생성 시간을 줄이는 것이 필요하다. 이를 위해, 국토관측위성으로 촬영한 위성영상의 정밀한 기하보정과 GCP 추출 시 사용자의 개입을 최소화할 수 있는 정밀영상생성시스템을 개발하였다. 본 논문은 국토관측위성용으로 개발된 정밀영상생성시스템의 산출물, 처리 과정 및 시스템 구성에 대해서 설명하고 개발된 시스템의 처리시간 성능에 대해서 기술한다. 본 시스템을 통해 개발된 기술과 데이터베이스를 활용하여 한반도를 촬영한 모든 국토관측위성영상으로부터 신속하게 정밀정사영상을 생성할 수 있을 것으로 기대된다. 향후, GCP DB와 DEM DB의 데이터를 해외지역으로 확장하여 해외지역의 정밀영상을 생성할 수 있는 후속 연구가 필요하다.
This paper is to model a 3D-shape product applying mathematically the data acquired from a 30 scanner and using an Automatic Design Program. The research studied in th reverse engineering up to now has been developed continuously and surprisingly. However, forming 3D-shape sol id models in CAE and CAM. based on the research, the study leaves much to be desired. Especially, analyses and studies reverse-designing automatically using measured data after manufacturing. Consequently, we are going to acquire geometric data using an 30 scanner in this study with which we will open a new field of reverse engineering by a program which can design a 3D-shape solid model in a CDA-based program automatically. Utilization of this program make it possible to minimize time in designing a product and establish a ADS(Automatic design system) program library to using all of the data from reverse engineering.
이 연구에서는 우리나라 중학교 교육과정을 토대로 하여 중학교 1학년 기하 영역에 대한 형성평가 프로그램을 개발하고 적용함으로써 그 효과를 검증하고자 하였다. 또한 개발한 형성평가 프로그램 효과 검증에 활용된 사전 사후평가에 대한 학생의 반응을 분석함으로써 중학교 1학년 학생의 기하 개념에 대한 이해 정도를 살펴보았다. 기하 영역 형성평가 프로그램과 그 분석 결과는 중학교 1학년 기하 영역의 효과적인 교수 학습을 위한 유용한 정보로 활용될 수 있을 것이다.
낮은 아치는 동하중 재하시 재료는 탄성범위 내에 있더라도 큰 변형이 발생할 수 있으며, 좌굴 가능성이 높기 때문에 선형해석으로는 정확한 거동을 구명하기 어렵다. 본 연구에서는 이에 따라 낮은 아치의 동적 비선형 해석방법 및 좌굴판단기준을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이 때, 동적 운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형 등분포하중을 받는 낮은 원호 아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰 동하중을 받는 원호 아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알았다. 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴해석을 실시하여 임계 좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 원호 아치의 거동을 본 연구에서 사용한 무차원 매개변수를 이용하여 해석한 결과로 부터, 동일한 형상매개변수를 가진 아치들은 실제하중을 하중매개변수로 환산하여 같은 하중매개변수를 재하했을 때 시간매개변수에 따라 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았으며, 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다. 또한, 포물선형상의 아치와 연직하중이나 집중하중이 재하된 경우의 해석에도 개발된 프로그램이 유용하게 사용될 수 있음을 해석예를 통하여 밝혔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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