• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권2호
• /
• pp.148-161
• /
• 2008

A volume integral equation method (VIEM) is used to calculate the plane elastostatic field in an isotropic elastic half-plane containing multiple isotropic or anisotropic inclusions subject to remote loading. A detailed analysis of stress field at the interface between the matrix and the central inclusion in the first column of square packing is carried out for different values of the distance between the center of the central inclusion in the first column of square packing of inclusions and the traction-free surface boundary in an isotropic elastic half-plane containing multiple isotropic or anisotropic inclusions. The method is shown to be very accurate and effective for investigating the local stresses in an isotropic elastic half-plane containing multiple isotropic or anisotropic inclusions.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권12호
• /
• pp.1072-1087
• /
• 2008

A mixed volume and boundary integral equation method (Mixed VIEM-BIEM) is used to calculate the plane elastostatic field in an isotropic elastic half-plane containing an isotropic or anisotropic inclusion and a void subject to remote loading parallel to the traction-free boundary. A detailed analysis of stress field at the interface between the isotropic matrix and the isotropic or orthotropic inclusion is carried out for different values of the distance between the center of the inclusion and the traction-free surface boundary in an isotropic elastic half-plane containing three different geometries of an isotropic or orthotropic inclusion and a void. The method is shown to be very accurate and effective for investigating the local stresses in an isotropic elastic half-plane containing multiple isotropic or anisotropic inclusions and multiple voids.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.277-284
• /
• 1993

본 연구에서는 적분변환에 의한 해법을 사용하여 폐형으로 주어지는 엄밀해를 얻었다. 먼저 평면에 수직한 방향의 변위를 도입하여 주어진 문제를 Mellin 변환하 고 수식화 하면 Wiener-Hopf 방정식이 주어진다.이 방정식을 푼 다음 변위에 관한 적분 표현식을 점근(asymptotic)전개하여 평가하면 균열선단 부근의 변위가 결정된다. 이로부터 폐형(closed form)으로 구성되는 균열선단부근의 응력확대계수(stress in- tensity factor)를 얻었다. 이 결과를 가지고 특정한 경우에 해당되는 기존의 연구 결과와 비교하였다. 특별히 가해진 하중이 자기평형(self equilibrium)을 이루는 경 우에 한정하여 계면에 인접한 재료의 결과와 동일함을 무한고체물에 대한 해석에서 보 인 바 있는데, 이와같은 정성적인 결과가 본문제와 같이 계면방향 표면균열을 지니는 반무한 크기의 고체물에서도 유지되는가를 검토하였다. 아울러 본 연구와 동일한 모 양의 균열이라면 고체물표면 혹은 균열면에 임의로 분포하는 비평면하중문제에 대한 응력확대계수는 본 연구의 결과를 가지고 간단한 적분을 수행함으로써 용이하게 계산 됨을 보였다.

• 에너지공학
• /
• 제8권1호
• /
• pp.181-188
• /
• 1999

재료의 표면을 pulsed laser로 가열할 때, 유한한 두께를 가지는 반무한 평판의 온도분포를 해석하여 열확산계수, 재료의 두께, 열원의 주기, 그리고 열원의 반경이 온도분포에 미치는 영향을 알아보았다. Pulsed laser에 의하여 가열되는 불투명 고체의 시간에 따른 온도는 전체적으로 증가하지만 열원의 주기와 동일한 주기를 가지고 일정한 온도차를 가지는 전체온도와 평균온도의 차, Tac가 존재한다. 열확산계수가 증가하면 재료 내부로 에너지의 확산이 활발하기 때문에 Tac는 커진다. 재료의 두께가 열확산길이보다 얇은 경우에는 두께변화에 따라서 온도가 민감하게 변하지만, 열확산길이보다 재료의 두께가 두꺼울 때는 두께의 변화에 관계없이 거의 일정한 온도가 나타난다. 열원의 단속주파수가 증가하면 한 주기당 에너지가 작아지므로 Tac의 크기는 작아진다. 열원의 반경이 커지면 단위면적당 에너지가 감소하므로 Tac의 크기는 삼각파, 싸인파, 사각파 순으로 크게 나타난다. 따라서 열원의 파형을 측정하여 이를 적용하는 것이 바람직하다.

• 한국음향학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.28-34
• /
• 1999

인접 점성 유체의 점도가 탄성파의 전파특성에 미치는 효과를 이론적 및 실험적으로 연구하였다. 원형막대에서 전파하는 비틂파와 박막 덮인 반무한 고체에서 전파하는 Love파와 같이 전단운동을 하는 탄성파에 대해서 전파속도와 감쇠의 표현을 유체의 점도와 밀도의 함수로써 엄밀해와 근사해로 구하였다. 이론적 결과는 실험 결과와 비교하였으며, 실험에 사용된 장치는 유체의 밀도를 알 때 점도를 측정하는 센서로 활용될 가능성을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.223-231
• /
• 2013

본 논문에서는 물성이 균일하지 않은 반무한 고체영역의 탄성파속도 분포를 재구성하기 위한 시간영역 Gauss-Newton 전체파형 역해석 기법을 소개한다. 반무한 영역을 유한 계산영역으로 치환하기 위하여 유한영역의 경계에 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly-matched-layers(PMLs)를 도입하였다. 이 역해석 문제는 PML을 경계로 하는 영역에서의 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 성립되며, 표면에서 측정된 변위응답과 혼합유한요소법에 의해 계산된 응답간의 차이를 최소화함으로써 미지의 탄성파속도 분포를 결정한다. 이 과정에서 Gauss-Newton-Krylov 최적화 알고리즘과 정규화기법을 사용하여 탄성파속도의 분포를 반복적으로 업데이트하였다. 1차원 수치예제들을 통해 Gauss-Newton 역해석으로 부터 재구성된 탄성파속도의 분포가 목표값에 충분히 근사함을 보였으며, Fletcher Reeves 최적화 알고리즘을 사용한 기존의 역해석 결과에 비해 수렴율이 현저히 개선되고 계산 소요시간이 단축됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.213-221
• /
• 2013

이 논문에서는 반무한 고체영역의 표면에서 측정한 변위응답의 시간이력으로부터 유한요소망 연속기법을 이용해 탄성파 속도의 공간적 분포를 추정하는 역해석 문제를 소개한다. 반무한 영역에서의 역해석을 위해서는 해석 대상이 되는 유한영역의 경계에서 파동의 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 유한영역의 경계면에 perfectly-matchedlayers(PMLs)라는 수치적 파동흡수층을 도입하였고, PML을 경계로 하는 유한영역에서 역해석 문제를 정의하였다. 이 문제를 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 표현하였으며, 라그랑주 승수법에 기초한 비구속 최적화 기법에 의해 탄성파속도의 최적 분포를 결정하였다. 해의 정확도와 수렴성을 높이기 위해 유한요소망 연속기법을 도입하여 점진적으로 밀도가 증가하는 유한요소망에 대해 연속적으로 역해석을 수행하였다. 1차원 예제들을 통해 유한요소망 연속기법을 이용한 역해석으로부터 탄성파속도의 분포를 정확히 추정할 수 있음을 확인하였으며, 측정 응답에 노이즈가 존재하는 경우에도 제안한 역해석 기법은 목표 탄성파속도 분포에 근사한 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제26권12호
• /
• pp.1747-1755
• /
• 2002

A complete theoretical treatment of the photothermal displacement technique has been performed for thermal diffusivity measurement in semi-infinite solid materials. The influence of the parameters, such as radius and modulation frequency of the heating beam and the thermal diffusivity, was studied. Usually, thermal diffusivity was determined by the deformation angle and phase angle as the relative position between the heating and probe beams. In this study, we proposed the simple analysis method based on the real part of deformation gradient as the relative position between two beams. It is independent in the parameters such as power of heating beam, absorption coefficient, reflectivity, Poisson's ratio, and thermal expansion coefficient.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.315-322
• /
• 2009

본 논문은 확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용하여 1차원 Stefan 문제를 해석할 수 있는 새로운 수치기법이 제시한다. 이동하는 계면경계의 자유로운 수치적인 묘사를 위해 요소망이나 그리드 없이 절점만을 사용하는 이동최소제곱 유한차분법을 도입하고, 계면경계의 특이성을 모형화하기 위해 Taylor 다항식에 쐐기함수를 도입하여 확장했다. 지배방정식의 차분은 안정성을 보장해 주는 음해법(implicit method)을 이용한다. 이동경계를 포함한 반무한 융해문제, 실린더 형상의 고체화 문제의 수치해석을 통해 확장된 이동최소제곱 유한차분법이 높은 정확성과 효율성을 갖는 것을 보였다.