• Coupled systems mechanics
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• 제7권3호
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• pp.353-371
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• 2018

The Wavenumber or more accurately Wavenumber-FD approach was initially introduced for two-dimensional dynamic analysis of concrete gravity dam-reservoir systems. The technique was formulated in the context of pure finite element programming in frequency domain. Later on, a variation of the method was proposed which was referred to as Wavenumber-TD approach suitable for time domain type of analysis. Recently, it is also shown that Wavenumber-FD approach may be applied for three-dimensional dynamic analysis of concrete arch dam-reservoir systems. In the present study, application of its variation (i.e., Wavenumber-TD approach) is investigated for three-dimensional problems. The method is initially described. Subsequently, the response of idealized Morrow Point arch dam-reservoir system is obtained by this method and its special cases (i.e., two other well-known absorbing conditions) for time harmonic excitation in stream direction. All results for various considered cases are compared against the exact response for models with different values of normalized reservoir length and reservoir base/sidewalls absorptive conditions.

• 한국음향학회지
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• 제31권3호
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• pp.142-150
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• 2012

도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)은 단면의 형상이 길이방향으로 일정한 도파관 구조물의 진동을 해석하기 위한 수치해석 기법이다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 길이방향 파동 전파를 해석하므로 기존의 유한요소법에 비해 해석 모델의 크기가 작고 연산 시간이 짧다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 도파관유한요소법을 확장하여 내부 및 외부에 유체가 채워진 도파관 구조물에 대한 진동 해석을 수행하였다. 이를 위해 내부 유체와 도파관 구조물은 WFE로, 외부 유체는 파수경계요소 (waveguide boudnary element, WBE)로 모델링하고 이들을 연성시킨 운동방정식을 제시하였다. 이 방법의 적용 예로써 내부에 물이 채워진 몰수된 파이프의 진동 및 방사 음향 파워를 해석하였다. 내부 및 외부 유체의 유/무에 따른 분산 선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 유체 연성의 효과를 살펴보았다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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• pp.516-523
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• 1998

Radiation efficiency of a cylindrical shell whose surface vibrates under harmonic distribution is investigated by theoretical solutions and Boundary Element Method. The vibration modes of a cylindrical shell is determined from experiment and is compared with the result of Finite Element Method. Harmonic vibration response of the cylindrical shell under the point excitation and the radiation phenomena from its response is analyzed by Finite Element Method and Boundary Element Method.

• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.360-370
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• 2015

무한 길이를 가진 도파관 구조물에 유한 길이를 가진 구조물이 결합되어 있는 경우, 결합된 구조물의 응답을 수치해석으로 구하기 위해서는 파동 방법과 모드 방법을 함께 적용하여 해석하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 무한 길이 도파관구조물에 대해서는 파수유한요소법을, 유한 길이 구조물에 대해서는 유한요소법을 적용하여 결합 지점에서의 각 하부 구조물 임피던스 또는 모빌리티를 구하고 이를 연성하여 전체 구조물의 응답을 해석하는 방법에 대하여 다루었다. 해석 대상 구조물로는 내부에 사각 평판 구조물이 네 꼭지점에서 결합되어 있는 무한 길이 원통형 실린더를 선정하였으며, 네 결합지점이 강결합 또는 탄성마운트로 결합된 경우에 대하여 살펴보았다. 본 연구를 통해 임피던스 연성을 통한 파동 방법(파수유한요소법)과 모드 방법(유한요소법)의 결합이 적용 가능함을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권3_4호
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• pp.533-548
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• 2012

Dynamic analysis of concrete gravity dam-reservoir systems is an important topic in the study of fluid-structure interaction problems. It is well-known that the rigorous approach for solving this problem relies heavily on employing a two-dimensional semi-infinite fluid element. The hyper-element is formulated in frequency domain and its application in this field has led to many especial purpose programs which were demanding from programming point of view. In this study, a technique is proposed for dynamic analysis of dam-reservoir systems in the context of pure finite element programming which is referred to as the wavenumber approach. In this technique, the wavenumber condition is imposed on the truncation boundary or the upstream face of the near-field water domain. The method is initially described. Subsequently, the response of an idealized triangular dam-reservoir system is obtained by this approach, and the results are compared against the exact response. Based on this investigation, it is concluded that this approach can be envisaged as a great substitute for the rigorous type of analysis.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.289-300
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• 2015

철도 전동 소음은 철도에서 발생하는 대표적인 소음으로서 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 가진 된 차륜 및 레일의 진동으로부터 발생한다. 철도 전동 소음 해석 시 레일 방사 소음은 자유 공간에 놓인 레일의 음향 방사 파워를 이용해 원거리에서 계산하므로, 일반적으로 소음원 모델에 지면 반사를 고려하지 않는다. 그러나 레일 주위의 근접 음장을 해석하고 저감 대책을 적용하기 위해서는 지면에 의한 음파의 반사를 고려해야 한다. 본 논문에서는 파수유한요소/경계요소법을 이용해 지면에 의해 발생하는 레일 소음의 변화와 그 특성을 살펴보았다. 해석은 먼저 레일이 강체 지면에 부착된 경우와 레일 패드 높이만큼 강체 지면에서 이격된 경우에 대해 방사효율을 구하고 그 결과를 비교하였다. 이를 통해 레일과 강체 지면의 이격 여부에 따라 레일 방사 소음에 크게 변화함을 확인하였다. 둘째로는 지면에 임피던스 경계조건을 부여하고 레일에서 방사되는 음향 파워 및 지향 특성의 변화를 살펴보았다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.698-706
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• 2013

Structural vibration induced by excitation forces under turbulent boundary layer is investigated in terms of the numerical analysis in this paper. Since the responses of structures excited by the wall pressure fluctuation(WPF) are described by the power spectral density functions, they are calculated and reviewed theoretically for finite and infinite length beams. For the use of numerical approaches, the WPF needs to be discretized but conventional finite element method is not much effective for that purpose because the WPF lose the spatial correlation characteristics. As an alternative numerical technique for WPF modelling, a wavenumber domain finite element approach, called waveguide finite element method, is examined here for infinite length beams. From the comparison between the numerical and theoretical results, it was confirmed that the WFE method can effectively and easily cope with the excitation from WPF and hence the suitable approach.

• 한국음향학회지
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• 제42권2호
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• pp.83-93
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• 2023

사다리꼴 주름평판은 복잡한 주름 모델링으로 인해 흔히 직교이방성평판으로 단순화하여 해석한다. 그러나 고주파수 대역에서는 주름의 국부 진동으로 인해 직교이방성평판 모델이 유효하지 못하다. 본 연구에서는 파수영역수치해석기법을 이용하여 사다리꼴 주름평판의 고주파수 대역 진동 및 소음 특성을 규명하고, 이를 토대로 주름평판의 주파수 대역별 진동 및 소음 특성을 반영한 근사계산 방법을 제안한다. 근사계산에서는 전역 및 국부 진동을 반영할 수 있도록 주름평판을 네 개의 평판모델로 구성하였으며, 근사계산을 통해 구한 방사효율을 수치해석 결과와 비교함으로써 방법의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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• pp.75-82
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• 2001

A dynamic interaction analysis of an adjacent surface fecundation on a layered half-space is performed in the frequency domain. A semi-analytical approach is employed to reduce the integration range of the wavenumber in the surface fundamental solution for a layered half-space in boundary element (BE) formulations. The present study then adopts a combined boundary and finite element method to analyze the dynamic behavior of a system of flexible surface foundations on an elastic homogeneous and layered half-space. Numerical examples are presented to demonstrate the accuracy of the developed method. The examples show the feasibility of an extended application fur the complicated dynamic interaction of foundations on layered media.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.112-121
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• 2024

배관시스템은 유체를 장거리로 이송시키는 장비로서 많은 산업군에서 사용되고 있다. 고압의 배관에서는 빠른 유속으로 인하여 소음이 크게 발생하고 있으며, 이러한 소음을 저감 시키기 위한 많은 연구가 수행되고 있다. 이 논문에서는 고온·고압의 배관내 밸브 유동을 원인으로 발생하는 유동유발진동과 음향유발진동을 설계단계에서 예측하고 정량적으로 분석을 위한 배관 소음 해석 기법을 개발하였다. 이를 위하여 배관의 내부 유동 예측을 위한 고정밀 유동 해석기법을 개발하였으며, 파수-주파수 분석법을 이용하여 주파수 대역별 압축성/비압축성 압력의 기여도를 평가하였다. 그리고 유한요소 해석법(Finite Element Method, FEM)을 기반으로 한 저·중 주파수 대역의 진동소음 해석기법을 개발하였으며, 통계적 에너지 분석법(Statistical Energy Analysis, SEA)을 기반으로 한 중·고 주파수 대역에서의 방사소음해석 기법을 개발하였다.