• 제목/요약/키워드: Inverse analysis method

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유한요소법을 이용한 전기 비저항 탐사법의 저항역산 (Electrical Resistivity Tomography for Inverse Problem Using FEM)

  • 임성기;김민규;정현교;고창섭
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.154-156
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    • 1996
  • A new method for electric resistivity tomography(ERT) is developed for geophysical inverse problems by adapting the sensitivity analysis. The outputs of the potential electrodes are computed using two dimensional finite element method in the wave number space by Fourier transforming the governing equations. The resistance distribution in the region of interests, which makes the computed potential distribution coincide with the measured potential, is found by minimizing the objective function using an optimization method. In this process the sensitivity analysis is introduced in order to compute the derivatives of the objective function. And an adjoint variable method is used to save the computational efforts for sensitivity coefficients.

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변위제약모드를 갖는 트러스구조물의 형태해석에 관한 연구 (A Study on the Shape Analysis of the Truss Structures under the Prescribed Displacement Mode)

  • 문창훈;김진기;최옥훈;한상을
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.262-269
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    • 1997
  • The purpose of this study is to survey the shape finding of the plane truss structures under the prescribed displacement mode by the shape analysis. The shape analysis is peformed by the existence condition of a solution and Moore-Penrose generalized inverse matrix, and the prescribed displacement mode is the homologous deformation of structures. The shape analysis of structures is a kind of inverse problem and become the problem of a nonlinear equation. Newton-Raphson method is used to improve the accuracy of approximated solution. To prove the accuracy and the effectiveness of this method, four different shape examples are analyzed.

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섬유금속적층판의 모드 I 접합 거동 예측을 위한 Levenberg-Marquardt 기법 기반의 역해석 기법에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on Inverse Analysis Based on Levenberg-Marquardt Method to Predict Mode-I Adhesive Behavior of Fiber Metal Laminate)

  • 박으뜸;이영헌;김정;강범수;송우진
    • Composites Research
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    • 제31권5호
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    • pp.177-185
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    • 2018
  • 섬유금속적층판은 금속과 섬유 강화 복합소재를 함께 적층한 하이브리드 재료 중 하나다. 섬유금속적층판은 계면의 접착층이 파괴되는 층간분리 현상이 발생할 수 있기 때문에 계면의 접착층에 대한 한계응력과 에너지 해방률을 실험적으로 도출해야만 한다. 하지만, 온도에 따른 에너지 해방률을 실험적으로 도출하는 과정에서 측정 장비의 사용 온도에 대한 제약을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 Levenberg-Marquardt 기법을 기반한 역해석 기법을 사용하여 접착층에 대한 모드 I 한계응력과 에너지 해방률에 대한 예측 가능성을 확인하는 것이 목표다. 먼저, 한계응력은 접착층의 인장강도와 같다고 가정하였으며, 에너지 해방률은 DCB 시험(double cantilever beam test)을 수행하여 정의하였다. 또한, 유한요소법 기반 모델을 적용하여 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측할 수 있는 지 확인하였다. 그 후, Levenberg-Marquardt 기법을 유한요소법 기반 모델에 적용하여 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측하였다. 아울러, 본 연구에서 사용한 역해석 기법의 수렴성을 확보하기 위하여 두 가지 경우의 초기 매개변수에 대한 역해석을 추가적으로 수행하였다. 결과적으로, 본 연구에서 사용한 역해석 기법은 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 효과적으로 예측할 수 있음을 보였다.

A new geophysical exploration method based on electrical resistivity to detect underground utility lines and geological anomalies: Theory and field demonstrations

  • Jo, Seon-Ah;Kim, Kyoung-Yul;Ryu, Hee-Hwan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제18권5호
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    • pp.527-534
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    • 2019
  • Although ground investigation had carried out prior to the construction, many problems have arisen during the civil-engineering works because of the presence of the unexpected underground utility lines or anomalies. In this study, a new geophysical exploration method was developed to solve those problems by improving and supplementing the existing methods. This new method was based on the difference of electrical resistance values between anomalies and surrounding ground medium. A theoretical expression was suggested to define the characteristics of the anomalies such as location, size and direction, by applying the electric field analysis. An inverse analysis algorithm was also developed to solve the theoretical expression using the measured electrical resistance values which were generated by the voltage flowing the subsurface medium. To verify the developed method, field applications were conducted at the sites under construction or planned. From the results of the field tests, it was found that not only the new method was more predictive than the existing methods, but its results were good agreed with the measured ones. Therefore, it is expected that application of the new exploration method reduces the unexpected accidents caused by the underground uncertainties during the underground construction works.

역해석을 이용한 지반 강성 산정 및 굴착 지지벽체의 변형 평가 (Evaluation of Soil Stiffness and Excavation Support Wall Deformation at Deep Excavation Site Using Inverse Analysis)

  • 김태식;정영훈
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제21권12호
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    • pp.5-10
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    • 2020
  • 인천에 위치한 OO 깊은 굴착 현장을 대상으로 굴착에 따른 지반 물성값의 변화를 역해석을 통해 분석하였다. 굴착 단계별로 유한 요소 해석을 통해 예측한 굴착 지지 벽체의 수평방향 변위와 현장에서 지중경사계를 이용하여 계측한 값을 비교하여 지반의 강성을 업데이트하였다. 업데이트한 지반의 강성을 다음 굴착 단계에서 굴착 지지 벽체의 거동 예측에 사용하였다. Hardening Soil 모델을 이용한 유한요소해석 기법을 사용하였으며, 굴착 지지 벽체가 위치하는 지층을 역해석 대상 지층으로 선정하였고, 그 지층의 강성값을 역해석 대상으로 선정하였다. 굴착 초기 단계의 지반의 강성값은 당초 설계에서 사용한 강성값에 비해 큰 것으로 나타났다. 굴착이 진행됨에 따라 재역해석을 통해 산정한 지반의 강성값은 초기에 역해석으로 도출한 값에 비해 감소한 것으로 나타났다. 따라서, 굴착 단계에 따라 적절한 지반의 강성값을 입력해야 유한 요소 해석을 통해 정확한 굴착 지지 벽체의 변형을 산정할 수 있을 것으로 판단한다.

불규칙 가진시 하이브리드기법을 이용한 실동하중 해석시스템 (Analysis System for Practical Dynamic Load with Hybrid Method under Random Frequency Vibration)

  • 송준혁;양성모;강희용;유효선
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.33-38
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    • 2008
  • Most structures of vehicle are composed of many substructures connected to one another by various types of mechanical joints. In vehicle engineering, it is important to study these jointed structures under random frequency vibration for the evaluations of fatigue life and stress concentration exactly. It is rarely obtained the accurate load history of specified positions in a jointed structure because of the errors such as modeling, measurement, and etc. In the beginning of design, exact load data are actually necessary for the fatigue strength and life analysis to minimize the cost and time of designing. In this paper, the hybrid method of practical dynamic load determination is developed by the combination of the principal stresses from F. E. Analysis and test of a jointed structure. Least square pseudo inverse matrix is adopted to obtain an inverse matrix of analyzed stresses matrix. The error minimization method utilizes the inaccurate measured error and the shifting error that the whole data is stiffed over real data. The least square criterion is adopted to avoid these errors. Finally, to verify the proposed system, a heavy-duty bus is analyzed. This measurement and prediction technology can be extended to the different jointed structures.

수평재하시험 역해석을 통한 수평지반반력계수 산정 (Estimation of Coefficient of Horizontal Subgrade Reaction by the Inverse Analysis on the Lateral Load Test Results)

  • 류수용;곽노경;박민철;정상국;이송
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권8호
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    • pp.15-24
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    • 2012
  • 수평하중을 받는 말뚝의 해석에서 수평지반반력계수($k_h$)의 결정이 중요하나 시간과 비용 등의 문제로 기존의 제안식을 이용하여 수평지반반력계수를 산정하고 있어 말뚝기초의 거동을 상이하게 평가하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 수평재하시험결과를 이용한 Chang 방법 및 수치해석 역해석 방법으로 수평지반반력계수를 산정하여 기존 제안식과의 상관성을 비교 분석하여 적정성 및 신뢰성을 규명하였다. 수평재하시험에 의한 수평지반반력계수 분석결과는 Chang 방법으로 산정된 값이 역해석에 의한 방법에 비해 과소평가 되었다. 그리고 도로교 표준시방서 방법으로 산정 시 지반의 변형계수는 Eo${\fallingdotseq}$1,400~1,600N 적용하는 경우 수평재하시험에 의한 수평지반반력계수와 유사한 범위를 가지는 것으로 확인되었다.

역해석 프로그램에 의한 단선터널 라이닝의 최적 계측 측점수 산정 연구 (A study on the estimation of the optimal number of monitoring points in single-track tunnel lining with the inverse analysis program)

  • 우종태
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.1-11
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    • 2014
  • 본 논문은 단선터널 라이닝의 최적 계측 측점수를 산정하기 위해 단순보 형태로 모델링하여 터널 라이닝 역해석 프로그램에 적용한 결과와 상용 프로그램에 적용한 결과를 상호 비교하여 평가하였다. 단선터널을 대상으로 터널 라이닝에 대칭 분포하중이 작용하는 경우와 비대칭 분포하중이 작용하는 경우로 가정하여 터널해석 시 널리 사용되는 상용 프로그램에 하중조건을 입력시켜 터널 라이닝의 단면 위치별 변위와 응력을 산출하였다. 산출된 변위를 계측 측점수 3점, 5점, 7점으로 터널 라이닝 역해석 프로그램에 입력시켜서 구한 응력과 변위를 비교하여 최적 계측 측점수를 산정하였다. 연구결과 실무적으로 계측 수행의 경제성과 터널 계측의 손망실률을 고려한 계측 측점수가 최소 5점은 되어야 할 것으로 판단된다.

Modal-Perturbation 기법을 이용한 항만 구조물의 손상부위 추정 (Estimations of Offshore Structure Damages by Modal Perturbation Method)

  • 조병완;한상주
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.209-217
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    • 1996
  • 구조물의 손상전후에 나타나는 고유진동수와 모드 형상으로 부터 Inverse Modal Perturbation기법을 이용하여 잔교식 부두나 돌핀과 같은 대규모 항만구조물의 손상도 추정을 위한 모드 기여도 계수를 근사적으로 직접 구하는 방법을 제시하였다. 잔교식 항만구조물의 고유치 해석을 통해 구조물의 강성 변화량과 구조물의 고유진동수와 모드 형상의 변화량과 요소 손상도 계수를 도입하여 Inverse Modal Perturbation의 2차항을 고려한 관계식을 유도하고 손상전후에 구조물의 강성 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하여 수렴정도를 고찰하였다.

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OpenFOAM 과 VisualDoc 을 이용한 역열전도 문제의 해석 (Analysis of Inverse Heat Conduction Problem Using OpenFOAM and VisualDoc)

  • 김성원;김선경
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권6호
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    • pp.539-544
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    • 2013
  • 본 연구는 공개 해석프로그램과 상용 최적화 프로그램을 연계하여 역열전도 문제를 해결하는 방법론을 제시하고 구현하였다. 이 해석 방법은 구동이 간단하며, 내부 코딩 없이도 구동이 가능하기 때문에 다른 연구자들도 쉽게 역열전도 문제를 재현할 수 있다.