• 전산구조공학
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• 제9권3호
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• pp.169-177
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• 1996

구조물에 있어서 위상학적 최적화 문제는 최적화를 구하는 과정에서 구조체가 변화함으로 인한 어려움 때문에 최적화 분야에서 가장 어려운 문제로 간주되어 왔다. 종래의 방법으로는 일반적으로 구조요소 사이즈가 영으로 접근할 때 강성 매트릭스의 singularity를 발생시킴으로써 최적의 해를 얻지 못하고 도중에 계산이 종료되어 버린다. 본 연구에 있어서는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 비선형 프로그래밍 formulation을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이 formulation의 주된 특성은 요소 사이즈가 영이 되는 것을 허용한다. 평형방정식을 등제약조건으로 간주함으로써 강성 매트릭스의 singularity를 피할 수 있다. 이 formulation을 하중을 받는 구조물에 있어서 응력과 변위의 제약조건하에서 중량을 최소화할때의 유한요소의 두께를 구하는 디자인 문제에 적용하여, 이 formulation이 위상학적 최적화에 있어서의 효과를 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.179-187
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• 2000

비축대칭 하중을 받는 축대칭 쉘의 해석시 구조의 축대칭성을 고려하면 시간과 노력을 절약할 수 있다. 하중과 변위에 대하여 원주방향으로 Fourier 급수전개를 고려함으로서 비축대칭하중을 받는 축대칭 쉘의 해석은 뼈대요소처럼 취급할 수 있다. 본 논문에서는 Fourier 급수전개를 이용한 통상의 유한요소법에 의하여 비축대칭 하중을 받는 원형탱크의 강성행렬을 유도하고, 이 강성행렬을 행렬의 조작에 의해 전달행렬로 전환하여 전달행렬법을 적용하였다. 이 논문은 비축대칭하중을 받는 축대칭 쉘의 해석을 위한 연립방정식의 수를 최소화하는데 그 목적이 있다. 제안된 방법에 의한 풍하중과 물하중을 받는 원형탱크의 해석결과는 타 방법에 의한 해석결과와 잘 일치하고 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권6호
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• pp.709-725
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• 2006

In this paper the buckling and post-buckling behavior of slender bars under self-weight are studied. In order to study the post-buckling behavior of the bar, a geometrically exact formulation for the non-linear analysis of uni-directional structural elements is presented, considering arbitrary load distribution and boundary conditions. From this formulation one obtains a set of first-order coupled nonlinear equations which, together with the boundary conditions at the bar ends, form a two-point boundary value problem. This problem is solved by the simultaneous use of the Runge-Kutta integration scheme and the Newton-Raphson method. By virtue of a continuation algorithm, accurate solutions can be obtained for a variety of stability problems exhibiting either limit point or bifurcational-type buckling. Using this formulation, a detailed parametric analysis is conducted in order to study the buckling and post-buckling behavior of slender bars under self-weight, including the influence of boundary conditions on the stability and large deflection behavior of the bar. In order to evaluate the quality and accuracy of the results, an experimental analysis was conducted considering a clamped-free thin-walled metal bar. As this kind of structure presents a high index of slenderness, its answers could be affected by the introduction of conventional sensors. In this paper, an experimental methodology was developed, allowing the measurement of static or dynamic displacements without making contact with the structure, using digital image processing techniques. The proposed experimental procedure can be used to a wide class of problems involving large deflections and deformations. The experimental buckling and post-buckling behavior compared favorably with the theoretical and numerical results.

• Computers and Concrete
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• 제16권3호
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• pp.357-380
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• 2015

In this study, a simple indeterminate strut-tie model which reflects complicated characteristics of the ultimate structural behavior of continuous reinforced concrete deep beams was proposed. In addition, the load distribution ratio, defined as the fraction of applied load transferred by a vertical tie of truss load transfer mechanism, was proposed to help structural designers perform the analysis and design of continuous reinforced concrete deep beams by using the strut-tie model approaches of current design codes. In the determination of the load distribution ratio, a concept of balanced shear reinforcement ratio requiring a simultaneous failure of inclined concrete strut and vertical steel tie was introduced to ensure the ductile shear failure of reinforced concrete deep beams, and the primary design variables including the shear span-to-effective depth ratio, flexural reinforcement ratio, and compressive strength of concrete were reflected upon. To verify the appropriateness of the present study, the ultimate strength of 58 continuous reinforced concrete deep beams tested to shear failure was evaluated by the ACI 318M-11's strut-tie model approach associated with the presented indeterminate strut-tie model and load distribution ratio. The ultimate strength of the continuous deep beams was also estimated by the experimental shear equations, conventional design codes that were based on experimental and theoretical shear strength models, and current strut-tie model design codes. The validity of the proposed strut-tie model and load distribution ratio was examined through the comparison of the strength analysis results classified according to the primary design variables. The present study associated with the indeterminate strut-tie model and load distribution ratio evaluated the ultimate strength of the continuous deep beams fairly well compared with those by other approaches. In addition, the present approach reflected the effects of the primary design variables on the ultimate strength of the continuous deep beams consistently and reasonably. The present study may provide an opportunity to help structural designers conduct the rational and practical strut-tie model design of continuous deep beams.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권4호
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• pp.435-460
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• 2017

The main objective of this study is to investigate the turning and zig-zag maneuvering performance of the well-known naval surface combatant DTMB (David Taylor Model Basin) 5415 hull with URANS (Unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes) method. Numerical simulations of static drift tests have been performed by a commercial RANS solver based on a finite volume method (FVM) in an unsteady manner. The fluid flow is considered as 3-D, incompressible and fully turbulent. Hydrodynamic analyses have been carried out for a fixed Froude number 0.28. During the analyses, the free surface effects have been taken into account using VOF (Volume of Fluid) method and the hull is considered as fixed. First, the code has been validated with the available experimental data in literature. After validation, static drift, static rudder and drift and rudder tests have been simulated. The forces and moments acting on the hull have been computed with URANS approach. Numerical results have been applied to determine the hydrodynamic maneuvering coefficients, such as, velocity terms and rudder terms. The acceleration, angular velocity and cross-coupled terms have been taken from the available experimental data. A computer program has been developed to apply a fast maneuvering simulation technique. Abkowitz's non-linear mathematical model has been used to calculate the forces and moment acting on the hull during the maneuvering motion. Euler method on the other hand has been applied to solve the simultaneous differential equations. Turning and zig-zag maneuvering simulations have been carried out and the maneuvering characteristics have been determined and the numerical simulation results have been compared with the available data in literature. In addition, viscous effects have been investigated using Eulerian approach for several static drift cases.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제12권6호
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• pp.657-668
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• 2001

Fiber reinforced cementitious composites are nowadays widely applied in civil engineering. The postcracking performance of this material depends on the interaction between a steel fiber, which is obliquely across a crack, and its surrounding matrix. While the partly debonded steel fiber is subjected to pulling out from the matrix and simultaneously subjected to transverse force, it may be modelled as a Bernoulli-Euler beam partly supported on an elastic foundation with non-linearly varying modulus. The fiber bridging the crack may be cut into two parts to simplify the problem (Leung and Li 1992). To obtain the transverse displacement at the cut end of the fiber (Fig. 1), it is convenient to directly solve the corresponding differential equation. At the first glance, it is a classical beam on foundation problem. However, the differential equation is not analytically solvable due to the non-linear distribution of the foundation stiffness. Moreover, since the second order deformation effect is included, the boundary conditions become complex and hence conventional numerical tools such as the spline or difference methods may not be sufficient. In this study, moment equilibrium is the basis for formulation of the fundamental differential equation for the beam (Timoshenko 1956). For the cantilever part of the beam, direct integration is performed. For the non-linearly supported part, a transformation is carried out to reduce the higher order differential equation into one order simultaneous equations. The Runge-Kutta technique is employed for the solution within the boundary domain. Finally, multi-dimensional optimization approaches are carefully tested and applied to find the boundary values that are of interest. The numerical solution procedure is demonstrated to be stable and convergent.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.151-159
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• 2005

기존의 디지털 워터마킹 기술은 대부분 삽입과 검출에서 동일한 키를 사용하는 대칭키 방식이다. 이러한 대칭키 워터마킹 방식은 검출을 쉽게 할 수 있는 반면에 공격자에 의하여 검출기의 비밀 키 정보가 유출될 경우 삽입 정보가 제거되거나 변조되는 치명적인 공격을 받을 수 있다. 따라서 최근에는 삽입기에서 삽입한 비밀 정보를 검출기에서 공개 키를 이용하여 검출하는 비대칭 워터마킹(Asymmetric watermarking)방식이 차세대 워터마킹 기술로 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 선형 연립방정식의 해집합을 이용하여 개인 키의 탐색 공간을 효과적으로 확장하였다. 또한 공개 키로부터 개인 키를 유출할 수 없도록 하기 위하여 공개 키의 생성은 안전한 선형변환 방식에 기초하였으며 높은 상관도 검출이 가능하도록 구성되었다. 실험결과 워터마크가 삽입된 영상에서 1비트의 정보 뿐만 아니라, 멀티 비트의 정보에 대한 공개 키 상관도 검출이 정확히 이루어짐을 확인할 수 있었으며 JPEG압축 후에도 높은 상관도 검출이 가능한 것으로 나타났다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제12C권3호
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• pp.379-386
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• 2005

기존의 디지털 워터마킹 기술은 대부분 삽입과 검출에서 같은 키를 사용하는 대칭 키 방식이다. 이러한 대칭 키 워터마킹 방식은 검출을 쉽게 할 수 있는 반면에 공격자에 의하여 검출기의 비밀 키 정보가 유출될 경우 삽입 정보가 제거되거나 변조되는 치명적인 공격을 받을 수 있다. 따라서 최근에는 삽입기에서 삽입한 비밀 정보를 검출기에서 공개 키를 이용하여 검출하는 비대칭 워터마킹(Asymmetric Watermarking) 방식이 차세대 워터마킹 기술로 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 선형 연립방정식의 해집합을 이용하여 개인 키의 탐색 공간을 효과적으로 확장하였다. 또한 공개 키로부터 개인 키를 유출할 수 없도록 하기 위하여 공개 키의 생성은 안전한 선형변환 방식에 기초하였으며 높은 상관도 검출이 가능하도록 구성되었다. 실험결과 워터마크가 삽입된 영상에서 1bit의 정보 뿐만 아니라, 멀티 bit의 정보에 대한 공개 키 상관도 검출이 정확히 이루어짐을 확인할 수 있었으며 JPEG 압축 후에도 높은 상관도 검출이 가능한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.439-446
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• 2008

취수펌프 운전 조건에 따라 변화하는 군정시스템의 취수량을 종합적으로 평가할 수 있는 방법을 개발하였다 주어진 상황에서 개별 관정의 취수량에 영향을 미치는 인자는 자연수위와 관말 사이의 표고차이로 주어지는 정적양정과 지하수 강하량, 관로 마찰손실 등으로 구성되는 동적양정, 그리고 취수 펌프의 성능이다. 동적 양정과 펌프의 성능은 취수펌프 가동 대수와 가동 패턴에 따라 변하는 취수량의 함수이다. 군정 운영 시 실제 취수량은 군정 시스템의 전 양정과 펌프 성능곡선이 교차하는 점에서 결정된다. Newton-Raphson 반복법을 이용하여 복수 관정의 취수량에 대한 비선형연립방정식을 처리하였다. 가상 군정 시스템에 대한 적용을 통하여 시스템 설계 시와 운영 시에 취수량 분포에 미치는 영향을 분석하였다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제5권3호
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• pp.361-384
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• 2003

본 연구는 연립일차방정식에 관한 문장제에서 IDEAL 문제 해결 모형을 바탕으로 "구조-표현"을 강조한 교수-학습을 실시하였을 때 학생들의 문제해결 과정을 탐구하였다. 연구 결과, 구조-표현을 강조한 학급의 학생들이 이를 강조하지 않은 학급의 학생들보다 문제해결 능력이 향상되었으며, 동치문제, 동형문제, 유사문제를 더 정확하게 구별하였다. 또한, 구조-표현을 강조한 학급의 학생들이 그렇지 않은 학급의 학생들보다 문맥에 대한 이해 및 불완전한 정보 추출에서의 오류, 미지수간의 내적 관계에 대한 수학적 기호표현으로의 불완전한 전이 오류, 적절하지 않은 방정식 생성 오류의 발생 빈도가 적었다. 그리고, IDEAL 문제 해결 모형의 문제의 확인 단계(I)와 문제의 정의 단계(D)에서 학생들이 문제 해결 계획을 수립하기 위해 문제를 읽고 이해하여 문제를 해결하는 과정을 중점적으로 분석한 결과, 직접 변환 모델과 구조 도식 모델이 나타났다.