• 제목/요약/키워드: Numerical inversion method

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근거리장에서 HWAW 기법의 수치해석적 검증 (Numerical Verification of HWAW Method in the Near Field)

  • 방은석;박형춘;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.5-17
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    • 2007
  • 기존의 표면파 기법들은 근거리장 효과를 피하기 위하여 적절한 실험 방법 및 필터 기준을 제시하고 있다. HWAW 기법은 다른 표면파와는 다르게 이러한 근거리장 영역에서의 파의 거동을 적극적으로 활용하여 지반의 전단파 속도 주상도를 도출한다. 에너지가 작은 저주파 신호를 시간-주파수 해석을 통해 획득하며 체적파의 영향을 고려한 단일 배열 역산을 통해 가능하다. 이러한 사항을 검증하기 위해서 근거리장에서의 탄성파의 전파 형상을 수치해석을 통하여 모사하였으며 다양한 지반 형태를 대표하기 위해 5개의 지반모델을 구성하였다. 수치모델링을 통해 획득한 시간영역 신호를 이용하여 HWAW 기법으로 실험분산곡선을 도출하였다. 도출된 실험 분산곡선과 3차원 정모델링(Kausel의 방법)을 통해 계산된 이론 분산곡선의 형상이 각 위치에서 저의 일치하였다. 그러므로 HWAW 기법을 수행하는데 있어 근거리장 영역이 포함된 실험 분산곡선을 획득하여도 Kausel의 방법을 이용하여 역산을 수행할 경우 신뢰성 있는 지반의 전단파 속도를 도출하는 것이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

송수신기 배열에 따른 굴절 주시 역산의 영향 인자 및 신뢰성 분석 (Analysis on the Reliability and Influence Factors of Refraction Traveltime Tomography Depending on Source-receiver Configuration)

  • 이동욱;박윤희;편석준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제20권3호
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    • pp.163-175
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    • 2017
  • 육상 탄성파 탐사에서 불규칙한 지표 고도차와 천부 지층의 풍화대는 자료의 반사파 신호를 왜곡시킨다. 그러므로 일반적인 육상 탄성파 탐사 자료는 정적 보정(static correction)을 통해 이러한 왜곡을 보정해야 한다. 정적 보정을 하기 위해 천부 지층의 속도가 필요하며, 이 속도는 굴절법 탐사를 통해 구할 수 있다. 그러나 육상 탄성파 탐사자료는 탐사 현장에 대한 허가나 현장 여건 그리고 장비 보유 현황에 따라 제한된 형태로 취득되는 경우가 많다. 이러한 상황에서는 송수신기 배열이 제한되어 굴절법 탐사에 적합한 자료를 얻을 수 없기 때문에 반사법 자료로 굴절법 해석을 수행할 수 밖에 없다. 따라서 본 연구에서는 불규칙 지표 모델에서 제한된 송수신기 배열을 이용하여 얻은 반사법 자료로 굴절 주시 역산을 수행하고 결과의 신뢰성을 분석하였다. 불규칙한 지표와 평탄한 지표를 갖는 모델에 대한 역산 결과를 비교하여 지표 고도 차이가 역산 결과의 신뢰성에 약간의 영향을 주는 것을 확인하였다. 또한, 송신원 개수에 따른 역산을 통해 극히 적은 수의 송신원이 아니라면 역산 결과의 신뢰성에 크게 영향을 주지 않음을 보였다. 반면에 제한된 배열의 수신기를 사용할 경우에는 수신기 전개영역의 중첩된 부분에서 속도왜곡이 발생함을 관찰하였고, 속도왜곡이 발생하지 않기 위한 최소 중첩영역의 크기를 제안하였다. 마지막으로 현장 자료의 지형 조건과 송수신기 배열 정보를 이용하여 수치 모형 실험을 수행하였고, 신뢰성 분석 결과를 검증하였다. 신뢰성 분석 결과를 토대로 현장 자료 역산 결과에 신뢰할 수 있는 영역과 해석에 유의해야 할 영역을 구분하였다.

철근 콘크리트 교량의 열화 평가를 위한 지표투과레이더 자료의 완전파형역산 (Full-waveform Inversion of Ground-penetrating Radar Data for Deterioration Assessment of Reinforced Concrete Bridge)

  • 안영돈;최용규;장한누리;이동권;장한길로;신창수
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.5-14
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    • 2024
  • 철근 콘크리트 교량 바닥판은 차량 하중과 우수침투 등으로 가장 먼저 손상이 발생하며 제설염화물 등으로 인한 철근 및 기타 금속 부재가 부식되면서 콘크리트 열화가 주로 발생한다. 교량 바닥판의 시공 상태 및 포장 내부 바닥판의 열화는 지표투과레이더(ground-penetrating radar, GPR) 탐사 자료를 이용하여 평가하고 있다. 교량의 콘크리트 열화 상태를 평가하기 위해서는 철근의 위치 및 열화 지점을 정확하게 파악하기 위한 GPR 자료 해석 기술 개발이 필요하다. GPR 탐사에서는 지반 매질의 레이더파 전파 속도 차이에 의한 반사 및 회절파 신호를 취득한다. 그러므로 이 연구에서는 GPR 탐사 자료를 이용해서 지반 매질의 레이더파 전파 속도를 추정하고 교량 바닥판의 열화를 평가하기 위한 완전파형역산(full-waveform inversion, FWI) 기술을 개발하였다. 개발된 FWI 기술의 적용성은 콘크리트 박리 및 철근 부식과 같은 교량 바닥판 열화현상을 보여주는 GPR 속도 모델을 만들어서 수치 실험을 수행하여 검증하였다. 합성 GPR 자료로 역산한 결과 교량 바닥판의 철근 위치와 열화 지점을 역산으로 계산된 속도 영상으로 확인할 수 있었다.

오차행렬을 이용한 5축 공작기계의 오차보정모델 생성 및 실험적 검증 (Development and Experimental Verification of an Error Compensation Model for a Five-axis Machine Tool using an Error Matrix)

  • 권성환;이동목;양승한
    • 한국정밀공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.507-512
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    • 2013
  • This paper proposes a new model to compensate for errors of a five-axis machine tool. A matrix with error components, that is, an error matrix, is separated from the error synthesis model of a five-axis machine tool. Based on the kinematics and inversion of the error matrix which can be obtained not by using a numerical method, an error compensation model is established and used to calculate compensation values of joint variables. The proposed compensation model does not need numerical methods to find the compensation values from the error compensation model, which includes nonlinear equations. An experiment using a double ball-bar is implemented to verify the proposed model.

End-point position control of a flexible arm by PID self-tuning fuzzy controller

  • Yang, G.T.;Ahn, S.D.;Lee, S.C.;Chonan, S.;Inooka, H.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.496-500
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    • 1993
  • This paper presents an end-point position control of 1-link flexible robot arm by the PID self-tuning fuzzy algorithm. The governing equation is derived by the extended Hamilton's principle and based on the Bernoullie-Euler beam theory. The governing equation is solved by applying the Laplace transform and the numerical inversion method. The arm is mounted on the translational mechanism driven by a ballscrew whose rotation is controlled by dcservomotor. Tip position is controlled by the PID self-tuning fuzzy algorithm so that it follows a desired position. This paper shows the experimental and theoretical results of tip dispalcement, and also shows the good effects reducing the residual vibration of the end-point.

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Analysis on IBEM for consideration on reinforced concrete slab resistance

  • Kyung, Je-Woon;Tae, Sung-Ho;Lee, Han-Seung;Lee, Sung-Bok
    • Computers and Concrete
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    • 제5권6호
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    • pp.545-558
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    • 2008
  • The corrosion of RC structures demonstrates very complicated forms of deterioration intermingled together but all pointing to a decrease in the durability of RC structures due to the corrosion of reinforcing bars. Until now, nondestructive techniques, such as half-cell potential and polarization resistance, have been widely available in the world. The former provides information on the probability of corrosion while the latter is associated with information concerning corrosion rates. Inversion by the boundary element method (IBEM) was developed for considering concrete resistivity. The applicability of the procedure was examined through a numerical analysis and electrolytic tests for RC slabs. A distribution in such concrete resistivity is relatively inhomogeneous including cracks on the surface of slabs. Regarding cracks in concrete, the relative coefficient of concrete resistance was introduced to perform its analysis. Further, the procedure will be developed to identify the corroded region visually using 3-D VRML.

Tip mass를 갖는 병진운동 1-링크 탄성암 선단의 위치제어 (Tip position control of translational 1-link flexible arm with tip mass)

  • 이영춘;방두열;이성철
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.1036-1041
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    • 1993
  • The tip of the flexible robot arm has to be controlled by the active control reducing vibration because it has residual vibration after getting to desired position. This paper presents an end-point position control of a 1-link flexible robot arm having tip mass by the PID control algorithm. The system is composed of a flexible arm with tip mass, dc servomotor and ballscrew mechanism under translational motion. The feedback signal composed of the tip displacement measured by laser sensor, estimated velocity and acceleration is used to control the base motion. Theoretical results are obtained by applying the Laplace transform and the numerical inversion method to the governing equations. After the flexible robot arm reaches to. the desired position, the residual vibration is controlled by the PID algorithm. This paper gives the simulation and experimental results of end-point responses according to changing tip-mass and arm length. And this algorithm shows good effects of reducing the residual vibration. Approximately, theoretical response is in good agreement with experimental one.

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Coated conductor에서 magneto-optical image와 scanning hall probe를 이용한 flux profile의 측정 및 분석 (Measurement and Analysis of the Flux Profiles of the Coated Conductors using Magneto-optical Image and Scanning Hall Probe)

  • 이효연;곽기성;이준규;유재은;염도준
    • Progress in Superconductivity
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    • 제11권2호
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    • pp.128-134
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    • 2010
  • The magnetic flux profiles in SmBCO and YBCO coated conductors(CC) in the presence of the external field were comparatively investigated by magneto-optic image and scanning hall probe measurements. The current distributions calculated by using the inversion method from measured field profiles show that the decrease of current densities near the edges of SmBCO CC is more significant than those of YBCO CC. Through the comparison of the numerical analysis based on Kim's critical state model and the Brandt and Indenbom's solution, we found that this feature is related to their different field dependant properties of the critical current densities.

각 스펙트럼 영역에서 개선된 Newton 알고리듬을 이용한 완전도체의 역산란 방법 (Microwave Imaging of a Perfectly Conducting Cylinder by Using Modified Newton's Algorithm in the Angular Spectral Domain)

  • 박선규;박정석;라정웅
    • 전자공학회논문지A
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    • 제31A권6호
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    • pp.34-44
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    • 1994
  • In this paper, an iterative inversion method in angular spectral domain is presented for microwave imaging of a perfectly conducting cylinder. Angular spectra are calculated from measured far-field scattered fields. And then both the propagating modes and the evanescent modes are defined. The center and initial shape of an unknown conductor may be obtained by the characteristics of angular spectra and the total scattering cross section (TSCS). Finally, the orignal shape is reconstructed by the modified Newton algorithm. By using well estimated initial shape the local minima can be avoided, which might appear when the nonlinear equation is solved with Newton algorithm. It is shown to be robust to noise in scattered fields via numerical examples by keeping only the propagating modes and filtering out the evanescent modes.

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Dynamic stress intensity factors for two parallel cracks in an infinite orthotropic plate subject to an impact load

  • Itou, Shouetsu
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제33권6호
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    • pp.697-708
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    • 2009
  • Stresses are solved for two parallel cracks in an infinite orthotropic plate during passage of incoming shock stress waves normal to their surfaces. Fourier transformations were used to reduce the boundary conditions with respect to the cracks to two pairs of dual integral equations in the Laplace domain. To solve these equations, the differences in the crack surface displacements were expanded to a series of functions that are zero outside the cracks. The unknown coefficients in the series were solved using the Schmidt method so as to satisfy the conditions inside the cracks. The stress intensity factors were defined in the Laplace domain and were inverted numerically to physical space. Dynamic stress intensity factors were calculated numerically for selected crack configurations.