연약지반위에 성토를 할 경우 초기 비배수 상태 뿐만 아니라 압밀 과정 중에도 큰 변형이 발생한다. 기존의 미소변형률 이론은 변형률이 작고 초기의 기하학적인 형상이 변형과정 동안 변하지 않는다고 가정하므로 큰 변형이 유발되는 지반공학 문제들을 해석하기 위해서는 대변형 해석을 수행하여야 한다. 힘평형 방정식과 유체 연속방정식이 결합된 압밀지배 방정식을 Updated-Lagrangian 형태로 수식화하고, Jaumann stress rate을 이용하여 역학적 구성관계를 표현하였다. 그리고 Nagtegaal이 제안한 회전을 고려한 구성관계를 적용하여 Newton의 반복과정을 통한 해의 수렴성과 정확도를 향상시켰다. 개발된 대변형 압밀해석 프로그램을 검증하기 위하여 켄틸레버보와 이차원 압밀문제를 해석하였다. 수치해석 결과는 큰 변형률과 기하학적 회전을 포함하는 대변형 문제를 효과적으로 묘사할 수 있음을 보여주었다. 기존의 미소변형이론에 근거한 유한요소 프로그램은 제안한 방법을 통하여 대변형 해석 프로그램으로 용이하게 전환될 수 있다.
각은 평면도형을 구성하는 기본 요소들 중의 하나로, 역사적으로 많은 수학자들의 탐구대상이 되어왔으며, 수학자 Lebesgue은 각의 n등분선 개념을 도입하여, 각의 등분에 대한 연구를 활발하게 하는 계기를 마련하였다. 본 연구에서는 각의 삼등분선들의 다양한 경우를 고찰하여, 각각의 경우에 대한 삼등분선들의 방정식을 대수적으로 표현하였다.
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.
이 논문은 18~19세기 조선산학자(朝鮮算學者)의 산서인 홍정하(洪正夏)의 구일집(九一集), 남병길(南秉吉)의 유씨구고술(劉氏勾股術) 요도해(要圖解), 이상혁(李尙爀)의 차근방몽구(借根方蒙求)에 들어있는 구고술(勾股術)을 사용한 방정식 구성을 조사하여 조선산학(朝鮮算學)의 발전과정을 밝혀내는 것을 목적으로 한다. 중인 산학자 홍정하(洪正夏)의 위대한 업적이 제대로 전승되지 못하여 조선산학의 발전에 기여하지 못한 것을 드러낸다.
실제 기체 및 dense gas나 액체영역까지 영역의 점성까지 두루 점성 계산에 성공적이었던 brake 점성이론을 사용하여 이성분기체의 점성을 계산하였다. Adjustable parameter가 없었으나 낮은 압력에서는 물론 고압하에서도 계산된 값은 실험치와 잘 일치하였다. Redlich-Kwong 방정식을 사용하여 점성에 관한 대응상태방정식을 구성할 수 있었으며 이로부터 초임계유체의 다양한 공업적 활용가능성을 기대할 수 있게 되었다.
본 연구는 뉴질랜드 넬슨 지역에 조림된 미송(美松) (Pseudotsuga menziesii Mirb. Franco)의 지위지수(地位指數) 식과 지위지수(地位指數) 곡선 구성에 관한 것이다. 지위지수(地位指數) 모델 구성에 146개의 영구 표본 플롯 (PSP)이 사용되었고, Difference 방정식을 이용하여 지위지수(地位指數) 식을 유도하였다. 모수(母數) 추정은 SAS의 PROC NLIN을 이용한 비선형 루틴에 의하여 수행하였다. Schumacher 다변태(多變態) 생장식이 사용된 여러 생장식 중 가장 정밀한 추정을 보여주었고, 모델 추정에 사용된 95% 관측치는 실측치의 ${\pm}1.2m$ 이내의 추정치를 나타내었다. 따라서, 지위지수(地位指數) 등급의 상이(相異)에따라 지위지수(地位指數) 곡선의 변형을 반영하는 다변태(多變態) 지위지수(地位指數) 곡선을 Schumacher 생장식으로부터 유도하였다. 또한 다변태(多變態) 방정식과 변태(變態) 방정식의 비교 결과는, 다변태(多變態) 방정식으로부터 보다 정확한 지위지수(地位指數) 식을 이끌어 냄을 알 수 있었다.
본 연구에서는 자동차용 판재 성형시 발생하는 스프링백을 정확히 예측하기 위하여, 수정된Chaboche형에 기초한 혼합형 등방-이동경화규칙이 개발되었다. 또한 판재의 이방성을 위하여 최근 개발된 Barlat의 YId2000-24 비이차 비이방성 항복 함수가 이용되었다. 단순인장실험과 인장/압축(압축/인장) 실험에 의하여 Bauschinger 및 transient 거동과 비이방성이 측정되었으며, 유한요소해석에 의한 구성방정식의 검증을 위해 실제 자동차 부품을 부분 변형시킨 double S-rail이 제작되었다. 수정된 Chaboche 형 조성방정식과 비등방 항복함수를 적용한 유한요소에 의한 수치해석의 결과는 굽힘에 의한 스프링백과 비틀림에 있어서 실험과 잘 일치함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 추종 성능을 향상시키기 위해 표준모델의 2자유도 위너-호프 제어 기법을 이용하여 BTT유도탄의 자동조종장치를 설계하였다. 유도탄의 비선형 방정식으로부터 여러 동작점에 대한 선형화 모델을 구하여 선형 제어기를 설계하였으며 최종 자동조종장치는 설계된 제어기들을 이득 계획 기법을 이용하여 구성하였다. 실제 적용성을 검증하기 위하여 유도탄의 정확한 비선형 방정식과 공력 계수의 변화 등을 포함하는 6 자유도 방정식 프로그램을 이용하여 유도탄의 비행 동작에 대한 모의실험을 수행하였다.
본 연구에서는 3차원 열성형 공정 알고리듬과 이에 membrane approximation을 도입한 근사적인 알고리듬을 개발하였고, 이 알고리듬을 이용하여 몇몇 열성형계에 대한 수치모사를 수행하여 그 결과를 비교 분석하였다. 3차원 알고리듬의 경우에는 구성한 유한요소 평형 방정식에 벌칙함수를 도입하여 비압축성 조건을 만족시켜 해를 얻었으며, membrane approximation을 도입한 알고리듬의 경우에는 두께 방향의 응력을 무시하여 구성한 방정식으로부터 해를 얻었다. 구성방정식은 2nd Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Cauchy-Green 변형 텐서를 사용하여 표현하였고 수지의 물질 모델식으로는 2항의 Mooney-Rivlin 모델을 사용하였으며, total Lagrangian coordinate를 도입하여 지배방정식을 유한요소화함으로써 알고리듬을 구성하였다. 대상계로 선정한 사각평판 수지의 자유 부풀림 거동과 금형이 있는 경우에서의 수지의 부풀림 거동을 3차원 알고리듬과 membrane approximation 알고리듬을 각각 이용하여 분석하였으며 3차원 알고리듬의 경우 clamping 부분의 경계조건을 달리하여 결과를 비교하였다. 금형이 있는 계에 대해서는 slip 경계조건과 no-slip 경계조건을 각각 부여하여 수치모사를 수행, 수지의 변형거동과 응력분포를 비교 분석하였으며, 두께를 달리 한 수지에 대해 두께 방향의 응력을 비교 분석함으로써 membrane approximation 알고리듬의 한계에 대하여 논하였다. 한편 수지 온도 변화에 따른 성형품의 두께 분포의 변화를 살펴보기 위하여 ABS 수지를 대상으로 하여 $137.8^{\circ}C$에서 $171.1^{\circ}C$사이의 온도에서 수행한 인장실험 데이터를 수치모사에 사용하였다. 그 결과 수지의 온도가 높을수록 두께의 표준편차가감소하여 균일한 두께 분포를 얻을 수 있음을 확인하였고 이는 수지의 흐름성이 증가함으로써 나타나는 현상으로 해석할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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