• Title/Summary/Keyword: 비선형 관계식

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Dynamic bucking of orthotropic cylindrical shells (직교이방성 원통쉘의 동적좌굴)

  • Lu, Sung Y.;Kim, Chon w
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.5 no.4
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    • pp.266-273
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    • 1981
  • 갑자기 작용하는 외압을 받는 직교이방성원통쉘의 동적좌굴을 해석하였다. Donnell-Karnam 형의 비선형방정식을 유도하였으며 쉘의 초기불완전성도 고려하였다. Galerkin의 방법을 사용하여 운동방정식을 구하고 Runge-Kutta 수직해법으로 비선형방정식을 풀었다. 쉘의 직교이방성특성이 처짐-하중 관계식의 비선형성에 미치는 영향을 검토하였으며 동적산출하중의 판별법을 정의하였다. 본 연구의 결과, 직교이방성원통쉘은 쉘의 초기불완전성에 그리 민감하지 않음을 보여주었다.

Introduction to Thermoacoustic Models for Combustion Instability Prediction Using Flame Transfer Function (화염 전달 함수를 이용한 열음향 연소 불안정 해석 모델 소개)

  • Kim, Dae-Sik
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.15 no.6
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    • pp.98-106
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    • 2011
  • This paper reviews the state-of-the-art thermoacoustic(TA) modeling techniques and research trend to predict major parameters determining combustion instabilities in lean premixed gas turbine combustors. Linear TA modeling results give us an information on eigenfrequencies and initial growth rate of the instabilities. For the prediction, linear relation equation between acoustic waves and heat release oscillations should be derived in the determined system. Key information for this analysis is to determine the heat release fluctuations in the combustor, which is typically obtained by using n-${\tau}$ function from flame transfer function measurements and/or predictions. Great advancement in the linear TA modeling has been made over a couple of decades, and some successful prediction results have been reported in actual gas turbine combustors. However nonlinear TA model developments which are required to analyze nonlinear system behaviors such as limit cycle saturation and transition phenomena are still limited in a very simple system. In order to fully understand combustion instabilities in a complicated real system, nonlinear flame dynamics and acoustic wave interaction with nonlinear system boundary conditions should be explained from the nonlinear TA model developments.

A Note on Hamilton's Principle for a Free-Surface Flow Problem (자유표면파 문제에서의 하밀톤 원리의 적용에 대한 소고)

  • J.W.,Kim;K.J.,Bai
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.27 no.3
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    • pp.19-30
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    • 1990
  • This note describes an application of Hamiton's principle to nonlinear free-surface flow problems. Two functionals are constructed based on classical Hamilton's principle with a modification due to the presence of a free surface. As an effort towards the development of an efficient numerical scheme for our problem, we present the following three test results: i) The bounding principles of the eigenvalues for the linear dispersion relation. ii) By assuming steady solitary waves, an approximate relation between the amplitudes and the speeds of solitary waves are derived from the two functionals constructed. Their numerical results are compared with those of Longuet-Higgins & Fenton(1974). iii) The shapes and charicteristics of solitary waves are computed from two sets of functionals by varying the number of total finite elements in the fluid domain.

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A study on the storage performance of gabion weir for the supply of raw water for artificial recharge (대수층함양 원수공급을 위한 돌망태 취수보의 저류성능)

  • Han, Il yeong;Lee, Jae joung;Kim, Gyoo bum
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.26-26
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    • 2020
  • 하천수의 수심을 유지하기 위하여 설치된 콘크리트 취수보 대신 강자갈이나 쇄석을 채움재로 하는 돌망태를 사용하게 되면 토사퇴적으로 인한 건천화나 상, 하류 수생태계 단절과 같은 문제를 어느 정도 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자갈접촉산화작용에 의한 수질개선과 공사비 절감 효과 등의 장점이 있다. 그러나 돌망태는 투수성이므로 불투수성인 콘크리트 보다 저류측면에서 불리하다. 콘크리트 취수보에서의 흐름은 보 정점의 형상, 보의 폭, 높이, 그리고 월류수심에 좌우되며, 베르누이 방정식과 연속방정식에 의해 방류량 산정식을 유도하고, 유량계수와 같은 실험상수를 결정하여 방류량을 계산한다. 돌망태 취수보의 흐름은 보의 높이, 보의 길이, 보의 상류수심 외에 채움재의 형상, 입경, 배치상태가 흐름에 영향을 미친다. 따라서 콘크리트 취수보에 적용되었던 기존의 방류량 산정식을 그대로 적용할 수 없다. 돌망태 보의 통과류는 실험상수가 포함된 비선형 수두손실방정식으로 표현할 수 있다. 실험상수는 비표면적의 크기를 의미하는 채움재의 평균동수반경와 관계되며, 평균동수반경은 채움재 입자의 형상으로 부터 구할 수 있다. 따라서 실험을 통하여 채움재 입자의 형상과 크기에 따른 실험상수와 평균동수반경의 관계를 구하면 비선형 수두손실방정식으로부터 통과류의 방류량을 계산할 수 있게 된다. 본 연구는 돌망태 취수보가 대수층함양 원수 공급시설물로서 타당한가를 평가하기 위하여 수행되었다. 콘크리트 취수보의 월류량 계산은 기존의 방류량 산정식을 이용하였으며, 돌망태 취수보는 실험상수와 평균동수반경의 기존관계식을 이용하여 통과류의 방류량을 계산하였다. 이와 같이 계산된 각각의 수심-방류량 관계로 부터 수심을 비교하였다. 동일한 유량조건에서 돌망태 취수보의 상류수심은 콘크리트 취수보보다 작게 계산되었다. 상류수심은 돌망태 채움재 입자의 크기가 작을수록 증가하여, 돌망태 취수보는 채움재의 입자크기가 작을수록 저류성능이 개선됨을 알 수 있었다. 따라서 돌망태 취수보는 채움재의 입경이 작을수록 콘크리트 취수보의 저류수준에 접근할 수 있을 것으로 판단되었다.

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Locally Weighted Polynomial Forecasting Model (지역가중다항식을 이용한 예측모형)

  • Mun, Yeong-Il
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.33 no.1
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    • pp.31-38
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    • 2000
  • Relationships between hydrologic variables are often nonlinear. Usually the functional form of such a relationship is not known a priori. A multivariate, nonparametric regression methodology is provided here for approximating the underlying regression function using locally weighted polynomials. Locally weighted polynomials consider the approximation of the target function through a Taylor series expansion of the function in the neighborhood of the point of estimate. The utility of this nonparametric regression approach is demonstrated through an application to nonparametric short term forecasts of the biweekly Great Salt Lake volume.volume.

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Explicit solutions for alternate depth in parabolic open channel (포물선형 개수로에서 대응수심의 양해적 산정)

  • Kim, Dae Geun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.326-326
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    • 2017
  • 개수로에서 비에너지(specific energy)는 수로바닥을 기준으로 단위무게의 물이 가지는 에너지로 정의되며 흐름의 위치수두와 속도수두의 합으로 표현된다. 비에너지는 수로단면의 변화에 따른 수심의 변화를 해석하기 위하여 사용되는 중요한 개념이다. 사각형 개수로에서의 비에너지 관계식은 3차방정식의 형태이며, 해석적으로 3개의 해(3개의 수심)를 가지나, 물리적인 의미를 가지는 해는 2개이며 나머지 하나의 해는 음수이므로 물리적인 의미를 가지지 않는다. 물리적인 의미를 가지는 2개의 해는 각각 흐름이 상류(subcritical flow)인 경우와 사류(supercritical flow)인 경우에 대한 수심이다. 즉, 일정한 유량이 흐르는 조건에서 동일한 비에너지를 가지는 수심이 상류와 사류에 각각 존재하는데, 이 2개의 수심을 대응수심(alternate depths)이라 정의한다. 이러한 사각형 개수로에 대한 비에너지 관계식은 3차방정식이므로 그 해석해를 구할 수 있어, 수로단면의 변화에 따른 흐름의 변화를 비교적 쉽게 해석할 수 있다. 사각형 개수로가 아닌 경우의 비에너지 관계식을 이론적으로 고찰하는 연구는 찾아보기 힘들다. 이에 본 연구에서는 포물선형 개수로에 대해서 비에너지 관계식을 유도하였다. 유도된 비에너지 관계식은 비선형 음함수의 형태로 해석적으로 해를 구할 수 없다. 유도된 관계식의 해법으로 2차의 정밀도를 가지는 Newton-Raphson방법을 이용하였으며, 계산의 초기치는 상용화된 Excel에서 쉽게 구할 수 있는 회귀식을 이용하여 구하였다. 적용 예를 통해, 단순 회귀식을 이용하는 경우에는 정해와의 상대오차가 2 - 8% 내외였는데, 본 연구에서 제안하는 방법을 사용하는 경우에는 동일한 조건에서 상대오차가 0.25% 내외를 보였다. 즉 본 연구에서 제시하고 있는 양해법을 이용하면, 포물선형 개수로 흐름의 대응수심을 용이하게 그리고 정확도가 매우 높게 산정할 수 있다.

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Improvement of Non-linear Estimation Equation of Rainfall Intensity over the Korean Peninsula by using the Brightness Temperature of Satellite and Radar Reflectivity Data (기상위성 휘도온도와 기상레이더 반사도 자료를 이용한 한반도 영역의 강우강도 추정 비선형 관계식 개선)

  • Choi, Haklim;Seo, Jong-Jin;Bae, Juyeon;Kim, Sujin;Lee, Kwang-Mog
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.39 no.2
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    • pp.131-138
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    • 2018
  • The purpose of this study is to improve the quantitative precipitation estimation method based on satellite brightness temperature. The non-linear equation for rainfall estimation is improved by analysing precipitation cases around the Korean peninsula in summer. Radar reflectivity is adopted the CAPPI 1.5 and CMAX composite fields that provided by the Korea Meteorological Agency (KMA). In addition, the satellite data are used infrared, water vapor and visible channel measured from meteorological imager sensor mounted on the Chollian satellite. The improved algorithm is compared with the results of the A-E method and CRR analytic function. POD, FAR and CSI are 0.67, 0.76 and 0.21, respectively. The MAE and RMSE are 2.49 and 6.18 mm/h. As the quantitative error was reduced in comparison to A-E and qualitative accuracy increased in compare with CRR, the disadvantage of both algorithms are complemented. The method of estimating precipitation through a relational expression can be used for short-term forecasting because of allowing precipitation estimation in a short time without going through complicated algorithms.

Relationship Between Physical Properties and Compression Index for Marine Clay (해성점토의 물리적 특성과 압축지수의 상관성)

  • 김동후;김기웅;백영식
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.19 no.6
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    • pp.371-378
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    • 2003
  • The compression index of clay distributed in the west and south coast of the Korean Peninsula had been studied. Compression index was obtained from the conventional consolidation test, and was conducted accordingly to obtain the field virgin compression curve by means of Schmertmann's graphical correction. To examine a correlation closely between physical properties of soils($e_o$, LL, w) and compression index(Cc), linen. and non-linear regression analysis were employed based on the data collected from tests. The conclusions are as follows. The compression index obtained by means of Schmereann's graphical correction is about 1.16 times for the value of original oedometer test curve for U/D samples. Non-liner regression curve was preferable to establish a correlation equation rather than linear regression curve. All derived equations so far achieved have been summarized and given. However, linear equation is better for practical use so that part by part simplified linear equations were also suggested alternatively together with their own non-linear regression curve.

Study on the Estimation of Duncan & Chang Model Parameters-initial Tangent Modulus and Ultimate Deviator Stress for Compacted Weathered Soil (다짐 풍화토의 Duncan & Chang 모델 매개변수-초기접선계수와 극한축차응력 산정에 관한 연구)

  • Yoo, Kunsun
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.19 no.12
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    • pp.47-58
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    • 2018
  • Duncan & Chang(1970) proposed the Duncan-Chang model that a linear relation of transformed stress-strain plots was reconstituted from a nonlinear relation of stress-strain curve of triaxial compression test using hyperbolic theory so as to estimate an initial tangent modulus and ultimate deviator stress for the soil specimen. Although the transformed stress-strain plots show a linear relationship theoretically, they actually show a nonlinearity at both low and high values of strain of the test. This phenomenon indicates that the stress-strain curve is not a complete form of a hyperbola. So, if linear regression analyses for the transformed stress-strain plot are performed over a full range of strain of a test, error in the estimation of their linear equations is unavoidable depending on ranges of strain with non-linearity. In order to reduce such an error, a modified regression analysis method is proposed in this study, in which linear regression analyses for transformed stress-strain plots are performed over the entire range of strain except the range the non-linearity is shown around starting and ending of the test, and then the initial tangent modulus and ultimate deviator stresses are calculated. Isotropically consolidated-drained triaxial compression tests were performed on compacted weathered soil with a modified Proctor density to obtain their model parameters. The modified regression analyses for transformed stress-strain plots were performed and analyzed results are compared with results estimated by 2 points method (Duncan et al., 1980). As a result of analyses, initial tangent moduli are about 4.0% higher and ultimate deviator stresses are about 2.9% lower than those values estimated by Duncan's 2 points method.

Nonlinear Moment-Curvature Relations and Numerical Structural Analysis of High-Strength PSC Flexural Members (고강도 PSC 휨부재의 비선형 모멘트-곡률 관계와 전산구조해석)

  • 연정흠;이제일
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.1
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    • pp.95-104
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    • 2002
  • A methods to calculate non-linear moment-curvature relations of high-strength PSC flexural members for numerical analysis has been proposed. The moment-curvature relations were calculated with assumptions of design codes and by the layer method. The results of the proposed procedures for moment-curvature relations and numerical analysis were compared with those of pre-existing tests. The absorption energy rate of the design codes was about 30% larger than that of the layer method. The ultimate load and the external work of the layer method were 90% and 85% of those of tests, respectively The ultimate load of the strength design method was 97% of that of tests, but the external work was over-estimated with 122%. The ultimate load and external work by the proposed equation of the CEB-FIP Model Code were 113% and 173% of those of tests, respectively. It show that the use of ultimate strain of 0.0035 should be over-estimated for high-strength concrete. The procedure of non-linear numerical analysis of this research could be stably simulated the behavior of concrete flexural members until the ultimate state, and calculate results of the load-deflection relation and cracking pattern were very similar with those of tests.