• 제목/요약/키워드: elastic media

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속도-응력 변분식을 이용한 3차원 SEM 탄성파 수치 모사에 대한 ADE-PML경계조건의 적용 (Application of ADE-PML Boundary Condition to SEM using Variational Formulation of Velocity-Stress 3D Wave Equation)

  • 조창수;손민경
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제15권2호
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    • pp.57-65
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    • 2012
  • 탄성파 수치 모형 계산에 있어서 다양한 방법들이 개발되어 적용되었다. 최근에는 특히 탄성파 수치 모형 계산에 있어 혁신적인 방법인 SEM (Spectral Element Method)가 개발되어 사용되어 왔다. 이 방법은 지형을 자유롭게 표현하는데 있어 유연한 유한요소법의 장점에 정확성을 높인 방법이다. 일반적으로 Weak Formulation 형태의 파동방정식에 육면체 요소와 Gauss-Lobatto-Legendre 적분법을 적용한 방법이 널리 사용된다. 일반적인 SEM에서는 PML (Perfectly Matched Layer)경계조건을 적용하기 어려워 속도-응력 변분식으로 파동방정식을 변경하였다. CFS-PML (Complex frequency Shifted PML)경계조건을 ADE (Auxiliary Differential Equation)방정식으로 변경하여 속도-응력 파동방정식에 적용함으로써 분리할 필요가 없는 PML을 적용한 SEM 수치 모형 계산 알고리듬을 구현하였다. 1차원 수치모형과 3차원 수치모형 실험을 통하여 SEM에 적용한 비분리 CFS-PML이 유한경계에서 인공적으로 반사되는 반사파를 효과적으로 제거하는 것을 확인하였다.

Dynamic Resource Allocation and Scheduling for Cloud-Based Virtual Content Delivery Networks

  • Um, Tai-Won;Lee, Hyunwoo;Ryu, Won;Choi, Jun Kyun
    • ETRI Journal
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    • 제36권2호
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    • pp.197-205
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    • 2014
  • This paper proposes a novel framework for virtual content delivery networks (CDNs) based on cloud computing. The proposed framework aims to provide multimedia content delivery services customized for content providers by sharing virtual machines (VMs) in the Infrastructure-as-a-Service cloud, while fulfilling the service level agreement. Furthermore, it supports elastic virtual CDN services, which enables the capabilities of VMs to be scaled to encompass the dynamically changing resource demand of the aggregated virtual CDN services. For this, we provide the system architecture and relevant operations for the virtual CDNs and evaluate the performance based on a simulation.

방진구조물 및 비파괴 응력파 탐상의 응용을 위한 비등방성 재료의 표면파 산란에 관한 연구 (Scattering of Surface Waves in Anisotropic Media for Applications in Wave Barriers and Non-Destructive Evaluation)

  • 이종세
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.77-85
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    • 1998
  • 이방성 재료에서의 표면파 진행과 산란에 대한 연구를 수행하였다. 두 개의 이방성 4분 무한 영역의 계면에서의 표면파 산란거동을 해석하기 위한 이론을 제안하였다. Green 함수법을 이용하여 계면에서의 표면파 산란계수를 결정하기 위한 방정식을 유도하였다. 수치계산을 수행하였으며 이방성과 비균질성이 산란 거동에 미치는 영향을 비교하였다.

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Isogeometric thermal postbuckling of FG-GPLRC laminated plates

  • Kiani, Y.;Mirzaei, M.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제32권6호
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    • pp.821-832
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    • 2019
  • An analysis on thermal buckling and postbuckling of composite laminated plates reinforced with a low amount of graphene platelets is performed in the current investigation. It is assumed that graphaene platelets are randomly oriented and uniformly dispersed in each layer of the composite media. Elastic properties of the nanocomposite media are obtained by means of the modified Halpin-Tsai approach which takes into account the size effects of the graphene reinforcements. By means of the von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ type of geometrical nonlinearity, third order shear deformation theory and nonuniform rational B-spline (NURBS) based isogeometric finite element method, the governing equations for the thermal postbuckling of nanocomposite plates in rectangular shape are established. These equations are solved by means of a direct displacement control strategy. Numerical examples are given to study the effects of boundary conditions, weight fraction of graphene platelets and distribution pattern of graphene platelets. It is shown that, with introduction of a small amount of graphene platelets into the matrix of the composite media, the critical buckling temperature of the plate may be enhanced and thermal postbuckling deflection may be alleviated.

원통형 유체 산란체에 의한 공명 산란 탄성파의 진폭 및 위상 해석 (Analysis of Modulus and Phase of Resonance Scattered Elastic Waves from Cylindrical Fluid Scatterers)

  • 임현준;홍기석;김정태
    • 한국음향학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.62-70
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    • 2001
  • 최근 개발된 탄성파 공명산란이론에 기초하여, 원통형 유체산란체, 원통형 구멍 및 공명산란체의 문제에서 초음파탐촉자로 측정할 수 있는 응력 성분간 관계식을 유도하였다. 계산된 공명산란 응력부분파는 산란계수와 유사한 주파수 거동을 보이는데, 특히 공명주파수 근처에서 180°의 급격한 위상변화를 보인다. 유체 매질내 압력의 주파수 거동도 고찰함으로써, 탄성파 공명산란이론에 대한 이해를 증진하였다. 본 논문에서 연구되고 개발된 방법을 사용하면, 탄성매질 내의 유체개재물에 대한 비파괴평가의 신뢰성이 더욱 향상될 것이다.

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Dynamic analyses for an axially-loaded pile in a transverse-isotropic, fluid-filled, poro-visco-elastic soil underlain by rigid base

  • Zhang, Shiping;Zhang, Junhui;Zeng, Ling;Yu, Cheng;Zheng, Yun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제29권1호
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    • pp.53-63
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    • 2022
  • Simplified analytical solutions are developed for the dynamic analyses of an axially loaded pile foundation embedded in a transverse-isotropic, fluid-filled, poro-visco-elastic soil with rigid substratum. The pile is modeled as a viscoelastic Rayleigh-Love rod, while the surrounding soil is regarded as a transversely isotropic, liquid-saturated, viscoelastic, porous medium of which the mechanical behavior is represented by the Boer's poroelastic media model and the fractional derivative model. Upon the separation of variables, the frequency-domain responses for the impedance function of the pile top, and the vertical displacement and the axial force along the pile shaft are gained. Then by virtue of the convolution theorem and the inverse Fourier transform, the time-domain velocity response of the pile head is derived. The presented solutions are validated, compared to the existing solution, the finite element model (FEM) results, and the field test data. Parametric analyses are made to show the effect of the soil anisotropy and the excitation frequency on the pile-soil dynamic responses.

이방성을 고려한 시간영역 유한차분법 탄성파 모델링에서의 경계조건 (Boundary conditions for Time-Domain Finite-Difference Elastic Wave Modeling in Anisotropic Media)

  • 이호용;민동주;권병두;임승철;유해수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제11권2호
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    • pp.153-160
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    • 2008
  • 실제 매질에서 전파하는 파의 거동을 묘사하기 위하여 탄성파 모델링을 수행한다. 일반적으로 실제매질은 반무한 매질이나 컴퓨터를 이용한 수치모델링에서 반무한 매질을 표현하기는 쉽지 않다. 따라서, 유한한 크기의 모형을 가정하며, 이 경우 모형의 좌우 및 하부 경계는 가상의 경계이므로 이로부터 반사되는 인위적인 반사파들은 적절한 경계조건을 도입하여 제거되어야 한다. 최근 들어 등방성 매질 뿐 아니라 이방성 매질에 대한 연구가 증가하면서 이방성 매질에서의 경계를 적절히 표현해 줄 수 있는 방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 등방성 매질의 탄성파 모델링에서 가장 많이 이용되는 스펀지 경계조건, Clayton과 Engquist가 제안한 흡수경계조건, Higdon의 흡수경계조건 세 방법을 이방성 매질에 적용할 수 있도록 변형한 후 다양한 포아송의 비를 갖는 모형에 적용함으로써 세 경계조건의 특성을 분석해 보았다. Clayton과 Engquist의 흡수경계조건은 등방성 매질에서 포아송의 비가 클 때 불안정한 모습을 보이는데, 이방성 매질에서도 역시 같은 결과를 보여주었다. 스펀지 경계조건은 등방성 매질과 이방성 매질에서 매우 좋은 결과를 보여주었지만, 컴퓨터 메모리나 계산시간을 고려하였을 때 비효율적이다. 이에 반해 Higdon이 제안한 경계조건은 필요로 하는 컴퓨터 메모리와 계산시간이 적을 뿐 아니라 큰 각도로 입사되는 파에 의해 발생하는 반사파까지 효과적으로 제거하였다. 따라서 포아송의 비가 비교적 크게 나타나는 이방성 매질에서는 계산상의 효율성 등을 고려할 때 Higdon의 흡수경계조건이 적합할 것으로 생각된다.

Aggregate shape influence on the fracture behaviour of concrete

  • Azevedo, N.Monteiro;Lemos, J.V.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제24권4호
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    • pp.411-427
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    • 2006
  • The Discrete Element Method, DEM, is increasingly used in fracture studies of non-homogeneous continuous media, such as rock and concrete. A 2D circular rigid DEM formulation, developed to model concrete, has been adopted. A procedure developed to generate aggregate particles with a given aspect ratio and shape is presented. The aggregate particles are modelled with macroparticles formed by a group of circular particles that behave as a rigid body. Uniaxial tensile and compression tests performed with circular and non-circular aggregates, with a given aspect ratio, have shown similar values of fracture toughness when adopting uniform strength and elastic properties for all the contacts. Non-circular aggregate assemblies are shown to have higher fracture toughness when different strength and elastic properties are set for the matrix and for the aggregate/matrix contacts.

INTERACTION BETWEEN THREE MOVING GRIFFITH CRACKS AT THE INTERFACE OF TWO DISSIMILAR ELASTIC MEDIA

  • Das, S.;Patra, B.;Debnath, L.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제8권1호
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    • pp.59-69
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    • 2001
  • The paper deals with the interaction between three Griffith cracks propagating under antiplane shear stress at the interface of two dissimilar infinite elastic half-spaces. The Fourier transform technique is used to reduce the elastodynamic problem to the solution of a set of integral equations which has been solved by using the finite Hilbert transform technique and Cooke’s result. The analytical expressions for the stress intensity factors at the crack tips are obtained. Numerical values of the interaction efect have been computed for and results show that interaction effects are either shielding or amplification depending on the location of each crack with respect to other and crack tip spacing. AMS Mathematics Subject Classification : 73M25.

Stochastic analysis of elastic wave and second sound propagation in media with Gaussian uncertainty in mechanical properties using a stochastic hybrid mesh-free method

  • Hosseini, Seyed Mahmoud;Shahabian, Farzad
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제49권1호
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    • pp.41-64
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    • 2014
  • The main objective of this article is the exploitation of a stochastic hybrid mesh-free method based on stochastic generalized finite difference (SGFD), Newmark finite difference (NFD) methods and Monte Carlo simulation for thermoelastic wave propagation and coupled thermoelasticity analysis based on GN theory (without energy dissipation). A thick hollow cylinder with Gaussian uncertainty in mechanical properties is considered as an analyzed domain for the problem. The effects of uncertainty in mechanical properties with various coefficients of variations on thermo-elastic wave propagation are studied in details. Also, the time histories and distribution on thickness of cylinder of maximum, mean and variance values of temperature and radial displacement are studied for various coefficients of variations (COVs).