• 제목/요약/키워드: near-field and far-field

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Evaluation of responses of semi-rigid frames at target displacements predicted by the nonlinear static analysis

  • Sharma, Vijay;Shrimali, Mahendra K.;Bharti, Shiv D.;Datt, Tushar K.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제36권4호
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    • pp.399-415
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    • 2020
  • Responses of semi-rigid frames having different degrees of semi-rigidity obtained by the nonlinear static analysis (NSA) are evaluated at specific target displacements by comparing them with those obtained by the nonlinear time-history analysis (NTHA) for scaled earthquakes. The peak ground accelerations (PGA) of the earthquakes are scaled such that the obtained peak top story displacements match with the target displacements. Three different types of earthquakes are considered, namely, far-field and near-field earthquakes with directivity and fling-step effects. In order to make the study a comprehensive one, three degrees of semi-rigidity (one fully rigid and the other two semi-rigid), and two frames having different heights are considered. An ensemble of five-time histories of ground motion is included in each type of earthquake. A large number of responses are considered in the study. They include the peak top-story displacement, maximum inter-story drift ratio, peak base shear, total number of plastic hinges, and square root of sum of the squares (SRSS) of the maximum plastic hinge rotations. Results of the study indicate that the nonlinear static analysis provides a fairly good estimate of the peak values of top-story displacements, inter-story drift ratio (for shorter frame), peak base shear and number of plastic hinges; however, the SRSS of maximum plastic hinge rotations in semi-rigid frames are considerably more in the nonlinear static analysis as compared to the nonlinear time history analysis.

Temperature Field and Cooling Rate of Laser Cladding with Wire Feeding

  • Kim, Jae-Do;Peng, Yun
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제14권8호
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    • pp.851-860
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    • 2000
  • Temperature field and cooling rate are important parameters to influence the properties of clad layer and the heat affected zone. In this paper the temperature field and cooling rate of laser cladding are studied by a two-dimensional time-dependent finite element model. Experiment has been carried out by Nd:YAG laser cladding with wire feeding. Research results indicate that at the beginning of cladding, the width and depth of melt pool increase with cladding time. The cooling rate is related to position, cladding time, cladding speed, and preheating temperature. The temperature near melt pool changes rapidly while the temperature far from melt pool changes slowly. With the increase of cladding time, cooling rate decreases. The further the distance from the melt pool, the lower the temperature and the slower the cooling rate. The faster the cladding speed, the faster the cooling rate. The higher the preheating temperature, the slower the cooling rate. The FEM results coincide well with the experiment results.

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경계요소법을 이용한 SH형 초음파 원거리 산란장 해석에 관한 연구 (The Study on Scattered Far-Field Analysis of Ultrasonic SH-Wave Using Boundary Element Method)

  • 이준현;이서일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.333-339
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    • 1999
  • 가장 널리 이용되고 있는 대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파 응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 본 연구에서는 동탄성 경계요소법을 이용하여 무한체 내부에 존재하는 기공 결함에 의한 초음파 수평횡파의 근거리 및 원거리 산란특성에 대하여 결함으로부터의 거리 영향을 고려하여 해석하였다. 이때 경계요소해석으로 구한 주파수 영역의 원거리 산란장을 실제 결함 탐상시 관찰할 수 있는 시간영역의 신호로 나타내기 위하여 IFFT처리를 하였다. IFFT처리하여 얻은 파형으로부터 원형 기공결함과의 거리가 증가할수록 진폭은 감소하고 시간지연이 나타남을 알 수 있었다.

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정지비행 조건에서의 축소 로터 실험을 통한 소음 예측 기법 검증 (Validation of Noise Prediction Theory Using Scaled Rotor Experiment for Hovering Condition)

  • 민안기;이재하;이욱;최종수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.201-208
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    • 2012
  • 본 논문에서는 정지비행 조건에서의 무향실 내 축소 로터 실험을 이용해 Lowson의 하중 소음식과 FW-H의 음향상사식으로 예측한 이산 주파수 소음(Discrete frequency noise)을 검증하였다. 소음 예측 기법의 방향성(Directivity) 검증은 전반적으로 실험결과와 유사하게 예측되었으며, 거리에 대한 검증의 경우 근거리(Near-field)에서는 FW-H식의 예측결과가, 원거리(Far-field)에서는 Lowson식의 예측결과가 실험결과와 더 유사한 것을 확인하였다. 피치 각(Collective pitch angle)에 대한 검증의 경우 낮은 피치각에서는 FW-H식의 예측결과가, 높은 피치각에서는 Lowson식의 예측결과가 실험결과와 더 유사한 것을 확인하였다.

횡하중을 받는 지반-말뚝 상호작용계의 동적 주파수 응답해석 (Laterally Loaded Soil-Pile Interaction Analysis in Frequency Domain)

  • 김문겸;임윤묵;김민규;조석호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.437-448
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    • 2000
  • 본 연구에서는 외부의 동하중에 의한 다층 지반-말뚝 상호작용계의 해석을 위한 동적 유한요소-경계요소 조합 주파수 응답해석 알고리즘을 개발하였다. 전체 상호작용계를 내부영역과 외부영역으로 나누고, 내부영역에 보요소를 도입하여 말뚝을 모형화 하고 평면변형률 요소로 모형화된 지반과 조합하였다. 말뚝머리 절점에 집중질량을 이용하여 상부구조물을 고려하므로써 전체 지반-말뚝 상호작용계의 내부영역을 형상화하였다. 외부영역에 동적 기본해를 이용한 경계요소 해석을 도입하고 유한요소로 구성된 내부영역과 조합하므로써 반무한체에 대한 방사조건을 만족시키고 내부의 복잡한 기하학적 성질과 다양한 물성의 고려가 가능한 수치해석 기법을 개발하였다. 개발된 지반-말뚝-구조물계의 상호작용 해석법에 대한 타당성을 알아보기 위해 다층반무한 지반에 근입되어진 말뚝에 조화하중을 가하여 동적 응답해석을 실시하고 기존의 연구결과 및 실험값과 비교 검증하였다. 또한 상호작용계의 주요 인자들의 변화를 통한 다양한 해석을 수행하므로써 다층 반무한 지반에 근입되어진 말뚝의 동적 특성을 고찰하였다.

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무한요소를 이용한 지반 구조물 상호작용의 확률론적 해석 (A Probabilistic Analysis of Soil-Structure Interaction Using Infinite Elements)

  • 이인모;노한성
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제5권2호
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    • pp.33-44
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    • 1989
  • 본 논문에서는 지진하중시에 원자력구조물에 발생되는 지반-원자력 구조물의 확률론적 동적상호작용에 대하여 연구하였다. 상호작용 해석에는 주파수 영역에서 해석하는 Complex Response Method 를 사용하였으며, 지반의 Near Field 해석에는 유한요소법을 또한 Far Field의 고려에는 여러 전달 경계방법중 무한요소를 형성하여 해석을 수행하였다. 특히 구조들 하부의 지반의 무작위성을고려하 기 위하여 비확정론적 해석방법을 수행하였다. 지반의 제반 Parameter들의 불확정성이 구조물의 거 동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 민감도 해석을 수행하였으며, 비확정론적 해석방법으로는 Perturbation 방법과 Rosenblueth의 Tlvo-point Estimate 방법 각각을 이용하여 프로그램을 개발하 였으며 두 방법의 결과에 대한 비교 검토를 하였다. 민감도 해석 결과 지반의 불확정성이 구조물의 거동에 상당히 큰 영향을 미치게 됨을 알 수 있었으며, 상기한 두 방법에 의한 예제해석 결과가 만 족할 만큼 일치하는 결과를 보임을 알 수 있었다.

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광폭 다이오우드 레이저의 주입-잠금에 대한 Fabry-Perot 모델 (Fabry-Perot Modeling of Injection-Locking of the Broad-Area Diode Laser)

  • 권진혁;박기수;남병호
    • 한국광학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.106-112
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    • 1994
  • Fabry-Perot 모델을 사용하여 광폭 다이오우드 레이저(broad-area diode laser ; BLD)에 대한 주입-잠금을 분석하였다. 일반적인 단일띠 다이오우드 레이저의 경우와 다르게, 주입되는 광을 약간 경사지게 하는 BLD의 경우는 BLD가 하나의 포화 이득 증폭기로서 동작한다고 볼 수 있으며, BLD의 양면에서의 다중 반사의 의한 중첩으로써 출력된 광을 해석할 수 있다. 1차원 Gaussian 광의 중첩에 의한 근거리와 먼 거리 분포를 구하였다. 또한, 입사 광의 주파수가 변화될 때 출력 광의 각도 변화를 계산하여 대역폭 약 120 GHz에 0.022도/GHz 혹은 10.37도/nm의 값을 얻었다.

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외삽기법을 이용한 안테나의 원 ${\cdot}$ 근역장 절대이득 측정시스템 개발 (Development of the Near/Far Absolute Gain Measurement System Using an Extrapolation Technique)

  • 신준;강찬구;김정환;정낙삼
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.31-38
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    • 1990
  • 외삽기법을 시용하여 실내의 소형 안테나 레이지에서 안테나 이득을 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 외삽기법은 안테나의 절대이득 측정에 보통 사용되는 2-안테나 방법과 유사한데 가까운거리 구간에서 수신되는 신호의 크기를 거리의 함수로 연속적으로 측정한 후 외삽법을 사용한 신호처리로 무한거리에서 수신되는 신호의 크기를 계산함으로써 안테나의 원역장 이득을 구할 수 있다. 또한 원역장 이득과 근역보정인자를 결합하여 근역장 이득을 안테나로부터의 거리의 함수로 구하는 것도 가능하다. 이 외삽기법을 사용하여 측정한 표준이득 혼 안테나와 OEC 안테나의 이득 측정결과를 고찰하였다.

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Elastic floor response spectra of nonlinear frame structures subjected to forward-directivity pulses of near-fault records

  • Kanee, Ali Reza Taghavee;Kani, Iradj Mahmood Zadeh;Noorzad, Assadollah
    • Earthquakes and Structures
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    • 제5권1호
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    • pp.49-65
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    • 2013
  • This article presents the statistical characteristics of elastic floor acceleration spectra that represent the peak response demand of non-structural components attached to a nonlinear supporting frame. For this purpose, a set of stiff and flexible general moment resisting frames with periods of 0.3-3.6 sec. are analyzed using forty-nine near-field strong ground motion records. Peak accelerations are derived for each single degree of freedom non-structural component, supported by the above mentioned frames, through a direct-integration time-history analysis. These accelerations are obtained by Floor Acceleration Response Spectrum (FARS) method. They are statistically analyzed in the next step to achieve a better understanding of their height-wise distributions. The factors that affect FARS values are found in the relevant state of the art. Here, they are summarized to evaluate the amplification and/or reduction of FARS values especially when the supporting structures undergo inelastic behavior. The properties of FARS values are studied in three regions: long-period, fundamental-period and short-period. Maximum elastic acceleration response of non-structural component, mounted on inelastic frames, depends on the following factors: inelasticity intensity and modal periods of supporting structure; natural period, damping ratio and location of non-structural component. The FARS values, corresponded to the modal periods of supporting structure, are strongly reduced beyond elastic domain. However, they could be amplified in the transferring period domain between the mentioned modal periods. In the next step, the amplification and/or reduction of FARS values, caused by inelastic behavior of supporting structure, are calculated. A parameter called the response acceleration reduction factor ($R_{acc}$), has been previously used for far-field earthquakes. The feasibility of extending this parameter for near-field motions is focused here, suggested repeatedly in the relevant sources. The nonlinearity of supporting structure is included in ($R_{acc}$) for better estimation of maximum non-structural component absolute acceleration demand, which is ordinarily neglected in the seismic design provisions.