A finite element method which is discontinuous in time is developed for the solution of the classical parabolic model of heat conduction problems. The approximations are continuous with respect to the space variables for each fixed time, but they admit discontinuities with respect to the time variable at each time step. The method is superior to other well-known approaches to these problems in that it allows a wider range of moving boundary value problems to be dealt with, such as are encountered in complex engineering operations like ground freezing. The method is applied to one-dimensional and two-dimensional heat conduction problems in this paper, although it could be extended to more higher dimensional problems. Several example problems are discussed and illustrated, and comparisons are made with analytical approaches where these can also be used.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.14
no.3
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pp.381-390
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2001
In this paper, a new improved crack analysis technique by Element-Free Galerkin(EFG) method is proposed, in which the singularity and the discontinuity of the crack successfully described by adding enrichment terms containing a singular basis function to the standard EFG approximation and a discontinuity function implemented in constructing the shape function across the crack surface. The standard EFG method requires considerable addition of nodes or modification of the model. In addition, the proposed method significantly decreases the size of system of equation compared to the previous enriched EFG method by using localized enrichment region near the crack tip. Numerical example show the improvement and th effectiveness of the previous method.
This paper presents a method for calculating contact force of any shaped rigid bodies on plane. At each integration time step, the proposed method finds expected contact point on their outlines and then calculates penetration and contact force. This paper is using the continuous analysis method to calculate contact force. To get the accurate expected contact point on their outlines, a new algorithm is developed. Through the comparison with DADS, the accuracy of the proposed algorithm is proved.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.20
no.3
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pp.321-327
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2007
This study presents a new gridless finite difference method for solving elastic crack problems. The method constructs the Taylor expansion based on the MLS(Moving Least Squares) method and effectively calculates the approximation and its derivatives without differentiation process. Since no connectivity between nodes is required, the modeling of discontinuity embedded in the domain is very convenient and discontinuity effect due to crack is naturally implemented in the construction of difference equations. Direct discretization of the governing partial differential equations makes solution process faster than other numerical schemes using numerical integration. Numerical results for mode I and II crack problems demonstrates that the proposed method accurately and efficiently evaluates the stress intensity factors.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2006.05a
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pp.1721-1725
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2006
유한요소법으로 공학적 문제를 해결할 때에는 적절한 모델링을 통하여 가장 빠르고 정확한 해를 얻도록 해야 한다. 유체 흐름의 기본 변수인 속도는 그 공간 도함수가 요소간에 불연속을 이루게 된다. 속도의 공간 도함수는 기본적으로 유체에서의 응력, 압력, 및 와도 등과 밀접한 관련이 있다. 또한 이러한 요소간의 속도의 공간 도함수에서 발생하는 불연속의 크기는 요소망이 세분화되어 감에 따라 감소하면서 정확한 해에 수렴하게 된다. 즉 속도의 공간 도함수를 대상으로 오차에 정도를 판단하는 것이 기존의 유한요소 모델의 타당성을 판단하는 기준으로 적합함을 알 수 있다.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.10
no.5
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pp.777-785
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1999
For an efficient calculation of scattering matrix in mode matching techniques, mode combination has been studied in this paper. A conducting post in rectangular waveguide, which is most commonly utilized in the combline filter structure, is adopted and its scattering matrix is derived. We eliminates the TE and TM modes having little influence on result, which results in the different number of TE and TM modes in each discontinuous region.
본 논문의 주목적은 불연속 또는 연속계 구조물의 시스템 신뢰성해석(system reliability analysis)을 위한 보다 일반적인 방법을 소개하는데 있다. 본 논문에서는, 확대하중증분법(extended incremental load method)이라고 불리우는데, 지금까지의 신뢰성 해석법 중 종래의 하중증분법이 갖는 단점을 보완하고, 여러 형태의 하중이 작용하는 구조물에 대해, 부재의 파괴후 거동(post-ultimate behaviour)을 다른 방법보다 더 실제적으로 고려할 수 있는 장점을 갖도록 개발한 것이다. 본 방법의 또 하나의 장점은 구조설계시 사용하는 강도공식(strength formula) 을 시스템 신뢰성 해석에서 직접 이용할 수 있다는 점이다. 이 방법은 부유식 해양구조물 같은 연속계 구조물의 시스템 신뢰성 해석을 위해 개발되었는데, 이 논문에서는 실제 구조물은 다루지 않고, 방법의 정당성과 아울러 수정된 안전여유식의 적용가능성을 보여주는 것에 중점을 두었다. 본 논문의 부유식 해양구조물들에 적용한 결과는 후일 발표할 예정이다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2020.06a
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pp.299-299
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2020
국내외 발생하는 재난 중 70% 이상이 물과 관련된 재해로 분류되며, 집중호우와 태풍으로 인한 하천범람 및 내수침수 등으로 많은 피해를 발생시키고 있다. 특히 최근 발생하는 피해 양상은 과거에 발생하지 않았던 극한 강우로 인해 돌발적으로 발생하는 경우가 빈번하게 발생하고 있어 이에 따라 사전에 예측하여 미리 대비하는 선제적인 홍수 대비 시스템이 요구되고 있다. 선제적인 홍수 대비 시스템의 구축 여부는 정확한 하천 흐름 예측을 필요로 한다. 하지만 하천의 흐름은 댐붕괴, 제방붕괴, 하천 하상의 변동 등 다양한 상황에서 급격한 흐름의 변동이 발생하며, 이는 하천 흐름 예측에 장애물로 작용하여 정확도를 떨어뜨리는 요인이 된다. 특히 국내에는 산악지형과 수공구조물에 의한 불연속 단면이 다수 존재하고 있어 그 예측 결과에 대한 정확성에 대한 요구가 더욱 부각되고 있다. 그렇기 때문에 해당 문제를 해결하기 위한 다양한 기법들이 개발되어 실무에 적용되고 있으나 어떤 기법이 국내 하천특성에 적합한지 파악할 수 없으며, 그 정확성과 안정성에 측면에서 여전히 많은 문제점을 가지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 불연속 흐름이 빈번하게 발생하는 국내 하천 특성에 적합한 수치 기법을 확인하고자 유량보존특성을 만족하는 유한체적기법 중 국내외적으로 다수 사용되었던 기법들을 비교 및 평가하였다. 불연속 흐름의 대표적인 예제로서 'Dam-break problem'과 충격파 해석 및 홍수기와 갈수기에 따른 하천 하상의 마름/젖음에 대한 평가를 할 수 있는 Toro's Riemann problems에 적용하여 비교하였으며 그 결과 값을 정량적인 수치로 나타내었다. 이를 통해 국내 하천 특성에 적합한 수치 기법을 선정하였으며. 향후 국내하천 환경을 만족할 뿐만 아니라 하천 종사자들의 요구에도 부합한 하천흐름해석 모형의 개발 시 많은 기여가 될 것이라 판단된다.
In this paper, the DDA method with a new hydro-mechanical algorithm is used to study the effect of rock discontinuities on uplift and seepage in concrete gravity dam foundations. This paper presents an alternative method of predicting uplift and seepage at the base of concrete gravity dams. A sensitivity analysis was carried out to study the importance of several parameters on dam stability such as the orientation, spacing, and location of discontinuities. The study shows that joint water flow and adverse geological conditions could result in unusual uplift at the base of concrete gravity dams, well in excess of what is predicted with the classical linear or hi-linear pressure assumption. It is shown that, in general, the DDA program with the hydro-mechanical algorithm can be used as a practical tool in the design of gravity dams built on fractured rock masses.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.12
no.7
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pp.1175-1181
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2001
An efficient hybrid method is proposed to analyze discontinuities in a rectangular waveguide. Only with a small number of meshes around a discontinuity, the typical finite element method is shown to give an exact solution through several iterative updates of the boundary conditions. To show the validity of the proposed method, a simple circular aperture in a rectangular waveguide is analyzed and its result is compared with FEBIM.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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