• 제목, 요약, 키워드: 모우드중첩법

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모우드 가속도법의 수학적 정리(定理) (Mathematical Theorem of Mode Acceleration Method)

  • 김태남
    • 한국지진공학회논문집
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    • v.7 no.2
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 모우드 중첩법은 구조 동역학 문제의 선형 거동해를 위해서 가장 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 모우드 중첩법의 큰 장점은 보통 저차 모우드의 작은 수 만으로 구조물의 거동해석이 충분하다는 것이다. 그러나 많은 수의 자유도를 갖는 거대 구조물에서는 수렴속도가 느리고, 정확한 모우드 중첩법이 되기 위해서는 많은 수의 모우드 수가 필요하게 된다. 모우드 중첩법의 부정확성은 사용되는 모우드 수의 절삭에 의해서 발생된다. 이러한 단점들은 모우드 가속도법에 의해서 극복될 수 있다. 조화하중을 받는 단순보에 대하여 예제해석을 수행하였으며, 두 방법에 의해서 절점 변위들의 수렴성을 비교하였다. 비교적 낮은 주파수를 갖는 하중에 대하여 모우드 가속도법은 저차 모우드 1개만으로도 좋은 결과를 얻을 수 있었으며, 이 방법은 수치해석에 있어서 더 경제적이며 또한 정확한 해가 된다.

Lanczos 알고리즘을 도입한 Ritz Vector법에 의한 구조물의 동적해석 (Structural Dynamic Analysis by Ritz Vector Method Modified with Lanczos Algorithm)

  • 심재수;황의승;박주경
    • 전산구조공학
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    • v.8 no.4
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    • pp.181-187
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    • 1995
  • 동적해석에 대한 최근의 연구는 구조물의 자유도보다 적은 모우드 형상들을 사용하여 구조물을 해석하는 효과적인 방법을 찾는데 있다. Ritz알고리즘과 모우드가속도법은 모우드중첩법을 개선하고자 개발되었는데, Ritz알고리즘은 하중의 공간적 특성을 포함하지만, 계산과정에서 유용한 직교성을 잃는 경향이 있으며, 모우드가속도법은 만족할 만한 해를 얻기 위해 많은 수의 모우드 형상들을 고려해야 하는 단점이 있다. 또한 앞의 두 방법을 조합한 방법이 개발되었으나 너무 많은 계산과정과 시간을 필요로 한다. 이 연구의 목적은 Lanczos알고리즘을 이용하여 Ritz알고리즘의 효율성과 정확성을 보완하고 이를 프로그램화하여 검증하는데 있다. 본 연구의 결과로부터 Modified Ritz알고리즘을 이용한 동적해석방법이 합리적임이 증명되었다.

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풍하중을 받는 현수교의 진동 해석에 있어서 모우드 중첩법과 모우드 가속도법의 비교 (Comparison of Mode Superposition Method and Mode Acceleration Method in Dynamic Analysis of Suspension Bridges under Wind Loads)

  • 김태남
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.223-230
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    • 1997
  • A method of stochastic dynamic analysis of suspension bridge subjected to random wind loads has been developed in this paper. Example analyses are carried out by mode superposition method(MSM), mode acceleration method(MAM) and advanced mode acceleration method(AMAM) in frequency domain for the Nam-Hae Bridge. In this study the statistical characterics of random wind loads we assumed to be Gaussian stationary zero mean processes. The considered structural response quanties are displacements, shear forces and bending moments. The mean extreme responses are approximately calculated by three times of standard deviations. The followings are the conclusions from this study. 1. Numerical results which obtained by three methods of computer program developed in this paper agree reasonably well when the numbers of modes increase. 2. AMAM is simple, accurate, economic and reliable method compared with the MSM and the MAM.

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Accelerated Newton-Raphson 방법에 의한 대형구조물의 자유진동수와 모우드형의 결정 (Determination of the Natural Frequencies and Mode Shapes of Large Structures by Accelerated Newton-Raphson Method)

  • 김만철;이인원
    • 대한토목학회논문집
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    • v.14 no.5
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    • pp.1105-1113
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    • 1994
  • 각종 구조물의 설계에 있어서 동적해석은 필수적이다. 이러한 구조물의 동적해석에 모우드 중첩법을 사용할 경우 고유치문제의 해석이 선행되어야 한다. 그러나 동적해석에 있어서 대부분의 노력, 즉 시간은 고유치와 그에 대응하는 고유벡터를 구하기 위하여 사용되기 때문에 보다 효율적인 고유치해법의 개발이 요구된다. 본 논문은 수치적 불안정성을 해소하고 수렴성을 향상시킴으로써 전체 해석시간을 줄이기 위해 Robinson-Lee 방법에 accelerated Newton-Raphson 방법을 적용한 고유치해법을 제시하였다. 제안방법의 효율성은 몇가지의 수치해석을 통해서 증명하였다.

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4절 링크 기구의 동적 변형 해석 (I) 유한 요소 해석 및 수치해 (Analysis of Dynamic Deformation of 4-Bar Linkage Mechanism (1) Finite Element Analysis and Numerical Solution)

  • 조선휘;박종근;이진
    • 대한기계학회논문집
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    • v.16 no.4
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    • pp.737-752
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    • 1992
  • 본 연구에서는 링크를 여러개의 2절점 6자유도의 보 요소로 이상화하고 링크 의 운동을 평면 운동으로 한정하며 링크의 지지부의 강성은 무한대이고 회전 대우 부 분의 간극은 없는 것으로 가정하여 링크의 탄성 변형에 관한 운동 반정식을 유도하였 다. 즉, 변위법에 기초한 정적 변위 해석에 관한 유한 요소법에서 관성력, 중력 그 리고 외력을 외부 부하로 간주하여 동적인 운동 방정식을 유도하였다. 여기에, 회전 대우의 베어링을 선형 스프링으로 이상화하여 유연성 링크의 일부분으로 고려함으로써 베어링의 탄성 변형이 유연성 링크의 동적 변형에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 베어링의 탄성 변형이 고려된 유연성 링크에 관한 운동 방정식을 모우드 중첩법에 근 거를 둔 수치해법으로 그 해를 구하였다.

랜덤풍하중에 대한 현수교의 기하학적 비선형 거동의 동적해석 (Dynamic Analysis of Geometric Nonlinear Behavior of Suspension Bridges under Random Wind Loads)

  • 윤정방;현창헌;유제남
    • 대한토목학회논문집
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    • v.8 no.2
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    • pp.185-196
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    • 1988
  • 랜덤풍하중을 받는 현수교의 비선형 동적거동 해석방법에 대해 연구하였다. 본 연구에서는 형의 거동과 주(主) 케이블 장력변화간의 상호작용에 기인하는 기하학적 비선형성을 고려하였다. 운동방정식은 연속계로 수식화하였고, 이때 수직 및 비틀림 운동의 상관관계를 포함시켰다. 동적해석은 모우드 중첩법을 사용하였으며, 이때의 모우드 방정식에 추계론적 선형화방법을 적용하여 주파수영역해석을 수행하였다. 선형화과정에서는, 풍속의 평균 및 변동성분의 영향을 함께 고려하기 위하여 비선형항을 선형항과 상수항의 합으로써 근사화하였다. 이 선형화방법에 대한 검증은 4자유도의 모우드 방정식에 대해 수행하였으며, 본 연구의 방법에 의한 결과가 타당함을 보였다. 예제해석은 두 개의 현수교를 택하여 여러 가지 풍속조건 및 공기역학적 하중계수에 대해 수행하였다. 수치해석 결과, 비선형항을 포함시켰을때 교량의 동적 거동은, 수직 거동의 경우 특히 크게 변화함을 알 수 있었다.

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파랑하중에 대한 Guyed Tower의 동적해석 (Dynamic Analysis of Guyed Tower Subjected to Wave Forces)

  • 류정선;윤정방
    • 대한토목학회논문집
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    • v.5 no.4
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    • pp.87-94
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    • 1985
  • 본 논문에서는 최근에 개발된 심해용 구조물인 guyed tower 의 동력학적 해석방법과 이의 주요 설계인자인 guying system 의 강성 및 구조물기초부에서의 회전강성이 구조물의 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 해석기법으로는 guying system 의 초기강성을 사용하여 구한 자유진동 모우드의 중첩법을 주로 고찰하였으며, 그 결과를 몇가지의 다른방법에 의한 결과와 비교검토하였다. 예제해석은 세계최초의 guyed tower 인 Lena tower 를 표준구조물로 택하여 수행되었다.

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복합재료 교량 바닥판의 주행속도에 따른 동적응답 평가 (Estimation of Dynamic Response of Advanced Composite Material Decks for Bridges Application under Various Vehicle Driving Velocities)

  • 천경식;장석윤
    • Composites Research
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    • v.16 no.6
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    • pp.23-32
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    • 2003
  • 복합 신소재의 건설 분야 적용은 확대되고 있는 추세이고, 높은 비강도 비를 지닌 복합 신소재 교량 바닥 판의 개발은 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 이동 하중을 받는 비등방성 복합재료 적층판의 동적 응답을 정식화하고, 유한요소법을 사용하여 적층에 따른 동적거동 특성을 분석하는 것이다. 수치 해석 모델에 대해서 이동하중의 속도를 증가시키면서 동적 확대 계수를 계산하였다. 또한 적층형식 및 순서, 섬유 보강 각도 등의 변화에 따른 동적 거동 특성을 분석하였다. 본 연구 프로그램의 타당성을 확보하기 위해 휨과 자유 진동 해석에 관한 기존 문헌 결과와 비교하여 검증하였다. 또한 이동 하중에 의한 동적 해석에 대해 모우드 중첩법과 Newmark 직접 적분법을 사용하였다. 이러한 이동 하중과 적층 수, 적층 순서 및 섬유 보강 각도에 따른 수치 해석 결과는 완전 복합 신소재 교량 바닥 판을 개발하는데 있어서 중요한 기초 자료로 제시될 수 있을 것이다.

타이어 접지폭을 고려한 3차원 차량모델에 의한 도로교의 동적해석 (Dynamic Analysis of Highway Bridges by 3-D. Vehicle Model Considering Tire Enveloping)

  • 정태주
    • 대한토목학회논문집
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    • v.26 no.6A
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    • pp.989-999
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    • 2006
  • 본 연구에서는 차량과 교량을 3차원으로 모델링하고, 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려하여 이동 차량이 교량을 통과할 때 교량의 선형동적해석을 수행할 수 있는 수치해석방법을 제시하였다. 3차원 차량모델에는 타이어의 접지폭을 고려하여 탠덤 다판스피링 차륜축의 피칭을 고려하여 단일차량인 2축과 3축 차량 및 5축 트랙터-트레일러를 각각 7-자유도, 8-자유도 미 14-자유도로 모델링하였다. 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였고, 그 해는 Newmark-${\beta}$법을 사용하여 계산하였다. 교량의 노면조도는 평균값이 영인 정상확율분포롤 가정한 지수스팩트럴밀도를 사용하여 생성시켰다. 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉴요소를 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Ragid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 교량의 운동방정시은 모우드 중첩법을 사용하여 풀었다. 본 연구에서 제시한 수치해석방법으로 구한 결과와 Whittemoare 등과 Fenves 등이 실시한 실험값과 비교 검토하여 본 연구의 타당성을 입증하였다.

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해양구조물 Guyed Tower의 비선형 동적거동 (Nonlinear Dynamic Behaviors of Offshore Guyed Towers)

  • 박우선;편종근;박영석
    • 한국해안해양공학회지
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    • v.3 no.3
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    • pp.126-136
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    • 1991
  • 본 논문에서는 파랑하중을 받는 Guyed Tower의 비선형 동적거동에 대하여 연구하였다. Guyed Tower를 효율적으로 해석하기 위하여 Tower는 등가의 기둥으로 모형화 하였으며, 계유장치는 수평방향의 비선형 경계요소로 이상화하였다. 또한 파일 기초부는 회전방향의 선형경계요소로 대치하였다. Tower에 작용하는 파랑하중은 Morison 방정식에 의한 산정하였다. 계유장치와 유체의 점성에 기인된 항력 등의 비선형성을 적절히 고려하기 위하여 시간영역에서 해석을 수행하였으며, 비선형 운동방정식을 효율적으로 풀기 위해 Newmark 적분기법에 기초한 모우드 중첩법을 사용하였다. Guyed Tower의 중요한 설계변수인 계유선의 Clump weight 중량 조건과 파일 기초부 조건의 변화에 대한 수치해석을 수행하였다.

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