• 제목/요약/키워드: 구조방정식기법

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기초 설계를 위한 고속철도 교량-열차 상호작용 해석의 부구조화 기법 (Sub-structuring Technique of High-speed Train-bridge Interaction Analysis for Foundation Design)

  • 이강일;송명관
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.35-43
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    • 2021
  • 본 논문에서는 고속철도 교량-열차 상호작용 해석을 위한 단순 3 차원 상호작용 해석모델을 기반으로 하여 정식화한 부구조화 기법 적용 상호작용 해석모델을 제시한다. 부구조화 기법에서는 철도 교량의 상부 구조와 지지 구조를 각각 부구조로 모델링하고, 열차-교량 상호작용 해석을 효율적으로 수행할 수 있다. 열차 해석 모델로는 2차원 열차 모델을 사용하고, Lagrange 운동방정식을 적용하여 2차원 열차의 운동방정식을 유도한다. 부구조화 기법에서는 응축 방법을 사용하여 자유도(Degree of freedom)의 수를 줄일 수 있으므로 고유 값 및 고유 벡터 계산을 위한 소요 시간 및 비용과 후속 계산의 소요시간 및 비용이 줄어든다. 본 논문에서는 부구조화 기법으로 Guyan 감소 방법을 사용한다. 단순 3 차원 교량-열차 상호작용 해석과 Guyan 감소 방법을 결합하여 효율적이고 정확한 교량-열차 상호작용 해석을 수행할 수 있다.

중소기업 취업에 관한 대학생들의 신념, 태도 및 취업의도에 관한 연구 (University Student's Beliefs, Attitudes and Intention with Regard to Applying for Jobs in SME)

  • 문선정
    • 중소기업연구
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    • 제39권3호
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    • pp.57-76
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    • 2017
  • 오늘날 국내외 경기 침체로 전반적인 실업률이 상승하고 있는 상황에서도 대졸자들의 중소기업 취업 기피현상으로 인한 인력수급의 불균형과 사회적 불안요인은 여전히 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 시사점을 제공하기 위하여 본 연구는 대학생들의 중소기업 취업에 관한 신념과 태도가 어떻게 중소기업 취업의도에 영향을 미치는지를 Ajzen의 계획된 행동이론(TPB: Theory of Planned Behavior)을 바탕으로 조사 분석하였다. 본 연구는 Ajzen이 제시하는 2단계 실증 조사방법에 따라 진행되었으며, 1단계 설문조사에서는 중소기업 취업과 관련된 부각된 신념, 규범적 준거인 및 통제요인을 추출하고 이를 바탕으로 2단계의 본 설문을 설계하여 조사를 실행하고 그 결과를 분석하였다. 자료의 분석기법으로는 2세대 다변량 분석기법에 속하는 구조방정식 모형 중 특히 PLS 구조방정식 모형을 이용하였다. 이는 본 연구가 탐색적 성격을 지니므로 공분산 기반 구조방정식보다 PLS 구조방정식이 보다 적합할 것이라는 판단에 따른 것이다. 연구 결과, Ajzen의 TPB 이론이 대학생들의 중소기업 취업의도를 설명하고 예측하는 데에도 매우 효과적인 모형임을 입증하였다. 우선, 성별 요인은 중소기업 취업의도와 영향요인 간에 유의적인 조절변수로 작용함을 보였다. 중소기업 취업과 관련하여 여학생들은 사회적 압력을 나타내는 주관적 규범에 가장 큰 영향을 받는 반면, 남학생들은 중소기업 취업의 결과에 대한 태도가 가장 중요한 요인으로 작용하였다. 또한 조사대상자들은 학업성적이 높을수록 중소기업을 기피하는 현상을 보였다. 본 연구의 결과는 중소기업들이 보다 유능한 대졸 취업자 채용을 위한 홍보와 채용결정에 유익한 시사점을 제공해 줄 수 있을 것이다. 추후 다양한 전공을 대상으로 추가적인 매개변수와 조절변수를 포함하는 후속 연구들이 요구될 것이다.

건축구조물의 지진응답제어를 위한 시스템 식별의 실험적 연구 (Experimental Study of System Identification for Seismic Response of Building Structure)

  • 주석준;박지훈;민경원;홍성목
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제3권4호
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    • pp.47-60
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    • 1999
  • 건축구조물의 진동제어 시스템의 안정성과 효율성은 대상 시스템의 수학적 모델의 정확성에 크게 좌우 된다. 본 연구에서는 3층의 축소 건물모델과 소형 AMD(active mass damper)를 대상으로 각각의 상태방정식 모델을 시간영역에서의 시스템 식별 기법인 OKID(observer/Kalman filter identification)를 대상으로 각각의 상태방정식 모델을 시간영역에서의 시스템 식별 기법인 입력과 AMD의 이동질량체의 설치층에 대한 상대가속도 입력에 대하여 시스템 식별을 개별적으로 수행한 뒤 두 개의 상태방정식을 모델 응축 과정을 통해 통합하였다. AMD의 시스템 식별은 모터제어 신호를 입력으로 AMD 이동질량의 설치층에 대한 상대가속도를 출력으로 선정하여 수행하였으며 큰 감쇠비와 위상지연 현상을 확인할 수 있었다 결과적으로 얻어진 건물 모델 및 AMD의 이동질량의 설치층에 대한 상대가속도를 출력으로 선정하여 수행하였으며 큰 감쇠비와 위상지연 현상을 확인할수 있었다. 결과적으로 얻어진 건물 모델 및 AMD의 상태방정식 모델로부터 재구성한 전달함수와 시간이력은 실험에서의 측정치와 잘 일치하였다.

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1차 미분 근사를 이용한 MLS차분법의 동적해석 (Dynamic Analysis of MLS Difference Method using First Order Differential Approximation)

  • 김경환;윤영철;이상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.331-337
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    • 2018
  • 본 논문은 MLS(moving least squares) 차분법의 1차 미분 근사함수를 바탕으로 시간에 따른 수치해석이 가능한 해석기법을 제시한다. 오직 1차 미분 근사함수로만 지배방정식을 이산화했으며, 근사함수를 조립하는 형태로 전체 시스템 방정식을 구성하여 차분법으로 이산화된 운동방정식이 유한요소법(finite element method)과 유사한 모습을 갖게 되었다. 운동방정식을 시간적분하기 위해서 중앙차분법(central difference method)을 사용하였다. 유한요소 알고리즘을 통해서 MLS 차분법과 유한요소법의 고유진동 해석을 수행하였으며, 두 해석결과를 비교하였다. 또한, 동적해석 결과를 기존의 2차 미분 근사함수를 활용한 해석결과와 함께 도시함으로써 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였다. 1차 미분 근사함수를 조립하는 과정에서 해석결과의 떨림현상이 억제되었으며 상대적으로 균일한 응력분포를 구할 수 있었다.

멀티스케일 기법을 적용한 시멘트 모르타르의 유변특성 예측 (Prediction of the Rheological Properties of Cement Mortar Applying Multiscale Techniques )

  • 최은석;이준우;강수태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.69-76
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    • 2024
  • 굳지 않은 콘크리트의 유변특성은 콘크리트의 제조 및 성능에 중요한 영향을 미치지만, 새롭게 개발되는 배합과 제조 공법의 다양화로 인하여 기존의 경험적 방법으로는 유변특성의 정확한 예측에 어려움이 있다. 본 연구에서는 시멘트 입자와 같은 나노 수준에서의 입자간 상호작용부터 잔골재와 같은 마이크로 수준에서의 유변학적 성질을 정량적으로 예측하기 위하여 멀티스케일 기법을 적용한 유변특성 예측 모델을 제안하였으며, 시멘트 페이스트의 항복응력, 모르타르의 항복응력 및 소성점도를 예측하기 위하여 YODEL(Yield stress mODEL), Chateau-Ovarlez-Trung 방정식 및 Krieger-Dougherty 방정식을 적용하였다. 일차적으로 시멘트 페이스트의 물-시멘트비(W/C)를 기준으로 하여 페이스트 스케일의 유변특성을 예측하였으며, 예측 결과를 토대로 동일한 W/C에 시멘트-잔골재 부피비(C/S)를 추가한 모르타르 스케일의 유변특성의 예측을 진행하였다. 시멘트 모르타르에 대한 유변특성 실험을 통하여 예측 결과와 실험 결과의 비교를 진행함으로써 예측 모델의 적용 가능성을 평가하였다.

클러스터 구조 특성에 따른 영역분할 알고리즘 (The Cluster Characterization on the Domain Decomposition Algorithms)

  • 박대효;탁문호;이경재
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.635-638
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    • 2011
  • 유한요소법은 편미분방정식(Partial Differential Equation)의 수치적 근사 해를 구하기 위한 가장 일반적이고 효율적인 방법으로 다양한 공학 분야에서 널리 사용되어지고 있다. 유한요소법의 해석은 연속적인 범위를 가지는 문제를 여러 개의 요소로 나누어 다항식의 형상함수를 만들게 되며 결과적으로 근사 해를 구하게 된다. 이때 해석의 정확성을 높이기 위하여 형상함수의 차수를 높이고 요소의 개수를 늘리게 되면, 이에 따른 수치 계산량의 급격한 증가로 인해 수치해석의 효율성은 떨어지게 된다. 이를 보완하기 위해 유한요소법에 영역분할기법을 적용하여 병렬해석을 수행하면 해의 정확성과 효율성을 동시에 높인다. 병렬해석을 수행하는데 있어서 클러스터의 구조적 특성은 해석의 효율성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 모델에 대하여 병렬해석의 수행을 통하여 클러스터의 구조적 특성이 병렬해석의 효율성에 미치는 영향에 대해 확인한다.

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불연속 흐름 모의를 위한 하천수리모형의 개발 및 적용 (Development and application of river hydraulic analysis model for discontinuous flow simulation)

  • 정안철;노준우;김연수;김성훈;안현욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.291-291
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    • 2018
  • 하천 및 수자원의 효율적인 관리와 더불어 다양한 수공구조물의 운영 및 관리를 위해서 구조물 주변에서 발생하는 불연속 흐름 및 급변류 등의 현상과 구조물 운영을 반영한 수치해석 기법을 이용한 모델 개발의 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 하천의 불연속 흐름을 모의하기 위한 1차원 흐름해석 모형(K-River)을 개발하였다. 본 모형은 천이류와 급변류를 수치적으로 안정하게 처리하기 위하여 지배방정식을 보존형 Saint-Venant 방정식으로 선정하고, FVM과 Forward Euler 방법을 이용하여 이산화를 수행하였다. 수치흐름률을 계산하기 위해서 불규칙 단면과 하상의 급경사 등에 신뢰도가 높은 기법으로 판단되는 근사 Riemann해법 중 하나인 HLL flux를 이용하였다. 개발된 K-river 모형의 검증을 위해서 해석해가 존재하는 타원형의 하상융기가 있는 하도에 적용하였으며, 국내에서 하천 설계 및 관리를 위해서 광범위하게 이용되고 있는 1차원 흐름해석 모형인 FDM기반의 HEC-RAS 모의결과와 비교 검토를 수행하였다. 그 결과, FDM기법에서는 모의되지 않는 일부 급변류 패턴을 개발 모형을 통해 모의가능하였으며, 전체적으로 K-River가 기존 모형 보다 해석해에 근사한 결과를 나타내었다. 또한, 배수문을 비롯하여 합류부, 분류부, 펌프장, 암거 등이 설치되어 운영되고 있는 아라뱃길에 적용하여 K-River의 적용성을 평가하였다. K-River를 이용하여 아라뱃길의 흐름분석을 수행한 경우가 HEC-RAS를 이용한 경우보다 수위와 유량의 유동을 시간에 따라 세밀하게 모의하였으며, 이는 배수효과에 의한 파의 전달이 FDM기법 대비 정확히 모의되기 때문으로 판단된다. 추후 연구에서는 현재보다 시간간격을 상세화 하여 수집된 관측수위를 통해 추가적인 검증을 수행하고, 다양한 특성을 가진 타 하천 등에 적용하여 모형의 적용성을 확대하고자 한다.

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인공신경망을 이용한 해양구조물의 지진시 진동제어 (Seismic control of offshore platform using artificial neural network)

  • 김동현;김주명;심재설
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.175-181
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    • 2009
  • 해저지진 시 해양구조물의 진동제어를 위한 인공지능 능동제어기법을 제안하였다. 해양구조물의 동적거동은 유체-구조물 상호작용에 의한 비선형 거동을 고려하였으며 인공신경망의 학습기법을 이용하여 해양구조물의 진동제어기를 구현하였다. 수치해석결과 비제어시와 수동제어 그리고 본 연구에서 개발한 인공신경망 제어기법에 의한 성능을 비교하였다. 진동제어 성능은 능동제어가 가장 우수하였으며 신경망 제어기법은 비선형거동을 하는 해양구조물에 적용하여도 그 성능이 매우 뛰어남을 확인하였다.

응력해석에 이용되는 유한요소법의 이해 (Understanding of Finite Element Method for Stress Analysis)

  • 민옥기;김용우
    • 기계저널
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    • 제33권7호
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    • pp.600-613
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    • 1993
  • 유한요소법은 구조공학분야에서 발전하여 과학기술 전반에 통용되는 수치해석의 한 방법 또는 기술로서 각광받고 있다. 이 기법은 변분원리에 수학적 기초를 두는 미분 방정식의 수치해법의 하나라고 할 수 있다. 이 글에서는 고체역학 부문에 한정하여 유한요소법의 기본체계, 응력계산과 관련하여 중요 수치현상, 그리고 최근 국내외학계의 연구동향 및 상용 패키지 사용시 주의 사항에 관하여 언급한다.

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압전감지기와 압전작동기를 이용한 보구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소 모형화 (Finite Element Modeling for Free Vibration Control of Beam Structures using Piezoelectric Sensors and Actuators)

  • 송명관;한인선;김선훈;최창근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.183-195
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    • 2003
  • 본 연구에서는 판형태의 압전감지기와 압전작동기가 접착되어 있는 보형태의 스마트구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소모형화 방법을 제안한다. 압전재료의 직접압전효과와 역압전효과에 대한 구성방정식을 고려하고 변분원리를 이용하여 스마트보유한요소의 운동방정식을 유도한다. 이러한 2절점 보 유한요소근 등매개변수요소로서 Timoshenko 보이론을 기초로 한다. 따라서, 보형태의 스마트구조물을 제안하는 스마트보 유한요소에 의하여 해석함으로써 전압이 작용되는 압전작동기에 의한 구조물의 제어와 전압을 측정하는 압전감지기에 의한 구조물의 모니터링에 대한 수치적인 시뮬레이션이 가능해진다 이러한 스마트보유한요소와 Constant-gain feed back control 기법을 이용하여 압전감지기와 압전작동기를 이용한 보구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소 모델을 제안한다