• 제목/요약/키워드: 무차원 해석

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경계조건 변화에 따른 Pasternak 지반으로 지지된 원호형 띠기초의 휨 자유진동에 관한 변수연구 (Parametric Studies of Flexural Free Vibrations of Circular Strip Foundations with Various End Constraints Resting on Pasternak Soil)

  • 이병구;이광범;강희종;윤희민
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권9호
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    • pp.835-846
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    • 2007
  • 이 논문은 Pasternak 지반으로 지지된 변화폭 원호형 띠기초의 휨 자유진동에 관한 연구이다. 단면폭은 띠기초의 중앙점을 중심으로 대칭 일차 함수를 갖는 변화폭으로 선정하였다. 이 연구에서 지반은 전단층을 갖는 탄성지반인 Pasternak 지반으로 모형화 하였고 회전관성과 전단변형을 고려한 곡선 띠기초의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하였다. 이 상미분방정식을 수치해석하여 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 3개의 지점조건을 고려하였다. 띠기초의 무차원 변수들이 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다.

수질모형실험을 통한 인공수로와 호수에서 흐름유발시설 효과검증 및 적용방법에 관한 연구 (The Effect and Application of Flow Induction Machine in Artificial Canal Way and Lake through Water Quality Model Test)

  • 최계운;김동언;윤근호;한만신
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권6호
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    • pp.477-486
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    • 2011
  • 본 연구는 인공수로 또는 인공호수와 같은 환경 친화적 친수공간이 건설됨에 따라 발생되는 수질오염 문제를 수질모형실험을 통해 해소할 수 있는 방법을 연구하였다. 호소수의 개념으로 도입되는 인공수로 및 호수는 제한된 수량 공급으로 인해 수질악화, 악취발생 및 녹조 현상이 일어날 수 있다. 하지만, 이러한 현상을 예상할 수 있는 방법은 수치해석으로만 의지해 왔고 물리적 해석에 의한 검증이 이뤄지지 않아 실제 적용에 대한 어려움이 있었다. 따라서 본 연구에서는 오염된 물과 오염되지 않은 물이 서로 희석되어 영양염류의 농도를 낮추는 현상에 착안하여 원형과 모형의 상사에 영향을 받지 않는 무차원의 물리적 수질모형실험을 실시하였다. 또한 수체 내에서 흐름을 인공적으로 발생시키는 흐름유발기기의 효과 검증과 적용방법을 연구하여 목표수질을 유지할 수 있는 방안을 제시하였다.

고정과 자유경계조건의 조합을 고려한 직사각형 복합적층판의 3차원 진동해석 (Three-Dimensional Vibration Analysis of Rectangular Laminated Composite Plates with Combination of Clamped and Free Boundary Conditions)

  • 김주우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.161-171
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    • 2006
  • 본 논문은 고정과 자유 경계의 다양한 조합을 갖는 직사각형 복합적층판의 고유진동에하고 있다. 본 연구에서는 수학적으로 완전한 특성직교다항식으로 표현되는 근사변위와 Ritz법을 이용하여 Lagrange 범함수의 정상값을 구하였다. 3차원 모델의 정확성이 무차원 진동수의 수렴도를 검토하여 이루어졌으며, 또한 기존 문헌상의 해석결과와의 비교를 통하여 진동수의 정확성을 검토하였다. 본 논문에서 제시된 3차원 진동수의 결과를 이용하여 복합적층판의 기하 및 재료에 관한 매개변수 즉, 형상비(${\mathcal{a/b}}$), 폭두께비(${\mathcal{a/h}}$), 재료의 직교이방성, 플라이 수(${\mathcal{N}}$), 섬유배향각(${\theta}$) 및 적층순서가 미치는 효과를 설명하였다.

얼음벽 형성에 대한 지하수 흐름의 영향 (Effect of Groundwater Flow on Ice-wall Integrity)

  • 신호성;김진욱;이장근
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권11호
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    • pp.43-55
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    • 2018
  • 인공동결공법은 일시적으로 지반의 강성을 높이고 투수계수를 낮추는 지반개량공법으로 지반에 적용가능하다. 하지만, 지하수 흐름과 지반의 불균질성은 동결구근 형성을 불확실하게 하여 공법에 대한 신뢰성을 저해한다. 동결지반 대한 열-수리 유한요소 해석 프로그램을 이용하여, 인공동결공법에서 지하수 흐름속도와 지반의 층상 비균질이 얼음벽 형성을 미치는 영향을 분석하였다. 지하수의 흐름은 원형의 동결구근을 원형에서 타원형을 변형시키며 얼음벽의 완성 소요시간을 증가시킨다. 기존의 이론식은 인접 동결구근의 열적 상호작용을 무시하여, 얼음벽의 완결시간과 한계유속을 과대 평가하였다. 수치해석 결과를 바탕으로 수정식을 제시하였으며 무차원 얼음벽 완결시간에 대한 제안식을 검증하였다. 층상의 비균질 지반에서 투수계수가 큰 지층의 두께와 상대적인 투수계수비는 얼음벽 완결시간과 한계 유속에 중요한 인자인 것으로 나타났다.

경계층 흡입이 S-Duct의 유동 왜곡에 미치는 영향성 연구 (Effect on Flow Distortion of S-Duct by Boundary Layer Suction)

  • 백승용;이지형;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.17-25
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    • 2019
  • 항공기의 Intake는 공간적 제약 또는 생존성 확보의 이유로 S형태의 곡률을 갖는 덕트를 가진다. 그러나 덕트의 곡률은 2차유동과 유동박리의 발생을 야기하며 불균일한 압력분포 생성의 원인이 된다. 본 연구에서는 RAE M 2129 S-Duct의 형상에 보조 Duct를 적용하여 경계층 흡입을 수행하였다. 경계층 흡입의 위치와 각도를 설계변수로 설정하였으며, 흡입면에서 동일 유량을 흡입하는 조건을 부여하였다. S-Duct의 전산해석 타당성을 검증하기 위하여 Port Side와 Starboard Side의 무차원 압력 분포를 ARA 실험값, 전산해석 값과 각각 비교하여 확인하였다. 본 연구에서는 유동 왜곡을 판단하는 공기역학적 성능인자로 유동 왜곡 계수를 사용 하였으며, 경계층 흡입에 의한 유동박리, 와류, 유량 분포 및 압력 분포를 비교 분석 하였다. 그 결과 경계층 흡입 적용 이전과 비교하여 최대 26.14%의 유동 왜곡 계수 저감 효과를 확인하였다.

고정지점을 갖는 낮은 포물선 아치의 면내 좌굴거동 (In-Plane Buckling Behavior of Fixed Shallow Parabolic Arches)

  • 문지호;윤기용;이학은
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.79-87
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    • 2008
  • 본 논문은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 면내 안정성에 관하여 연구를 수행하였다. 연구에 사용된 아치의 형상은 포물선 형태이며, 하중은 등분포 하중이다. 일반 아치의 비선형 지배 미분 방정식을 이용하여 고정지점을 갖는 낮은 아치의 증분 형태 하중-변위 관계와 좌굴 하중을 유도하였다. 연구 결과, 아치의 좌굴형상(대칭 혹은 비대칭 좌굴)은 아치의 라이즈비와 세장비의 함수로 이루어진 무차원 라이즈 H 와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 이 밖에 본 연구에서는 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 형상을 구분하는 경계와 좌굴하중을 제안하였다. 이러한 제안식은 일련의 유한요소해석 결과들과 비교하였으며, 본 연구의 제안식은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 하중을 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

상반류(물/공기) 유동한계에 관한 연구 (Counter-Current Flow Limit of a Vertical Two Phase (Water/Air) Flow)

  • 오율권;조상진;김상녕;이종원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.308-322
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    • 1991
  • 본 연구에서는 CCFL에 영향을 미치는 관의 크기, 길이, 주입구 형상 등 변화 에 대한 현상해석과 이의 영향을 고려한 관계식의 개발에 있다. 그러므로 본 실험에 서의 물의 주입량을 관에 수막(film)이 형성시킬 수 있는 유량으로 고정시킨 상태에서 공기의 유량을 증가시켜, CCFL이 발생하였을때 공기와 물의 유량을 측정하였다. 그 리고 관의 길이, 크기 그리고 물의 주입구 구조(예각, 둔간, 톱니, 다공)의 변화에 따 른 CCFL의 영향에 관하여 실험을 수행하였다.

나노 스케일 판의 좌굴해석을 위한 비국소 탄성 이론의 적용 (Application of nonlocal elasticity theory for buckling analysis of nano-scale plates)

  • 이원홍;한성천;박원태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.5542-5550
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    • 2012
  • Eringen의 비국소 탄성이론을 이용한 3차 전단변형이론을 정식화 하였고 비국소 탄성이론이 적용된 평형방정식을 유도하였다. 비국소 탄성 이론은 미소 규모 효과를 고려할 수 있고 3차원 전단변형이론은 나노 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. 모든 변이 단순지지된 나노-스케일 판의 지배방정식을 풀기 위해 Navier 방법을 사용하였다. 비국소 변수의 효과를 나타내기 위한 나노-스케일 판의 해석적 좌굴하중을 제시하였다. 국소 탄성이론과의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 (i) 나노-스케일 판의 크기, (ii) 비국소 계수, (iii) 형상비 그리고 (iv) 모드 수 등이 나노-스케일 판의 무차원 좌굴하중에 미치는 효과에 대하여 관찰하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과들과 비교 분석하였으며 해석결과는 참고문헌의 결과들과 잘 일치함을 알 수 있었다. 비국소 이론에 의한 나노-스케일 판의 좌굴해석에 관한 연구는 향후 관련연구에 비교자료로 활용될 수 있을 것이다.

공내탄도학의 무차원해석 (Non-dimensional analysis fo interior ballistics)

  • 이흥주;정운학
    • 대한기계학회논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.125-130
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    • 1977
  • This is a dimensionless analysis of interior ballistics for the design of gun tube. One of the characteristics of this analysis is to ues the .ETA.$_{j}$ number which means a relative quantity of virtual work to the kimetic energy of projectile at the muzzle. In order to apply the concept of virtual work, it is assumed that the projectile is moved from the beginning to the end of bore under constant pressure of the certain travel distance of projectile. The principle of the analysis is induced from the Le Duc equation, which expresses velocity as a function of projectile travel and is based on the translation of a hyperbolic curve. From this non-dimensional analysis, the optimum design parameters of pressure in the bore, velocity and acceleration of projectile can be obtained from the table of figure without computation. This method was verified by the experimental work.k.

정4각단면덕트 입구영역에서 층류맥동유동 유동특성에 관한 연구 (A Study on Flow Characteristics of Developing Laminar Pulsating Flows in a Square Duct)

  • 박길문
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1683-1696
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    • 1991
  • 본 연구에서는 정4각단면덕트 입구영역에서 층류맥동유동(laminar pulsating flows)의 유동특성을 이론 및 실험적으로 규명하기 위하여, 이론적 방법으로 덕트 입 구영역에서의 층류맥동유동에 대한 운동량방정식을 유도한 후 비선형인 대류항을 선형 화 시켜서 라플라스변환으로 속도분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험 덕트 크기는 횡단면의 가로*세로가 40mm*40mm이고, 길이가 4000mm인 정4각단면덕트 입구영역에서 송풍기에 의한 공기흡입유동으로 층류진동유동을 발생하며 이들 두유동 을 합성시켜 발생한 층류맥동유동에 대하여 열선유속계의 열선신호로부터 얻어진 속도 파형을 고찰하여 덕트내의 맥동유동에 대한 임계레이놀즈수를 결정하고 속도분포를 측 정하였다. 그리고 이론적으로 얻어진 속도분포식과 열선유속계로 측정한 속도분포를 비교검토하여 정확성을 검증하고, 이들 해석결과로 부터 층류맥동유동의 입구길이(en- trance lenght)식을 결정하여 제안하였다.