• 제목/요약/키워드: 수치방법

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MLS 차분법을 이용한 고체역학 문제의 동적해석 (Dynamic Algorithm for Solid Problems using MLS Difference Method)

  • 윤영철;김경환;이상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.139-148
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    • 2012
  • MLS(Moving Least Squares) 차분법은 무요소법의 이동최소제곱법과 Taylor 전개를 이용하여 요소망의 제약 및 수치 적분이 없이 절점만을 이용하여 미분방정식을 수치해석할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 고체역학 문제의 동적해석을 위하여 MLS 차분법의 시간이력해석 알고리즘을 제시한다. 개발된 알고리즘은 Newmark 방법으로 시간적분을 하였으며, 강형식을 그대로 이산화하여 해석을 수행했다. 이동최소제곱법을 이용해 Taylor 전개식을 근사하여 실제 미분계산없이 미분근사식을 얻기 때문에 고차까지 Taylor 다항식의 차수를 증가하는 것이 용이하다. 1차원과 2차원 수치예제들을 통하여 동적해석을 위한 MLS 차분법의 정확성과 효율성을 검증하였다. 수치결과들이 정확해에 잘 수렴하였으며, 유한요소법(FEM)의 해석결과와 비교하여 떨림현상(oscillation) 및 주기성(periodicity) 오차에 대해 보다 안정적인 모습을 보였다.

지형 수치지도를 활용한 표준분석구역 설정 및 토지이용 정보체계의 구축방법론 (A Study on the Concept and Methodology of the Zone-Based Landuse Information system Using Digital Maps; A Case of Pohang City)

  • 구자훈
    • Spatial Information Research
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    • 제6권2호
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    • pp.169-182
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    • 1998
  • 구역중심 토지정보시스템은 도시계획 행정가와 연구자에게 중요한 정보시스템 중의 하나이다. 이 연구는 구역중심 토지정보시스템을 구축하기 위해서 필요한 계획분석구역의 개념 정립과 수치지도를 활용한 구축방법론에 관한 연구이다. 구역중심 토지정보시스템을 구축하기 위한 기초작업으로서, 본 연구에서는 계획분석구역의 개념을 설정하고, 이를 포항시에 적용하여 여러 가지 유형의 구역을 구분해 보았다. 또 기존의 통계연보나 행정이 가지고 있는 통계자료 중에서 구역중심 토지정보시스템을 구축시 필요한 정보의 종류 및 출처 등을 구체적으로 살펴보았다. 본 연구에서는 수치지도를 활용하여 GIS를 구축하기 위해서 수치지도가 가지고 있는 지형정보에 관한 730여개의 세분류 항목 중에서 구역중심 토지정보시스템에 필요하게 될 84개의 세분류 항목을 선정해보기도 하고, 좀 더 세부적인 토지정보를 위해서 필요한 약 250여개의 세분류 항목이 필요함도 지적되었다. 이 연구의 의의는 토지정보시스템에 관한 기존의 많은 연구가 필지중심 토지정보시스템에 관한 내용이었는데 반하여, 구역중심 토지정보시스템의 구축 필요성을 제기하고 또, 구역중심 시스템 구축을 위해서 필요한 기본적인 개념과 방법론에 관한 구체적인 방향을 제시하였다는 데 있다.

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사질토 지반에서 H-형 강말뚝의 축방향 거동 (Behavior of H-Type Steel Pile Under Axial Lond in Cohesionless Soils)

  • 홍사면;이영생
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권8호
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    • pp.5-12
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    • 2005
  • 축하중이 작용하는 말뚝에 대한 거동 해석 시 초기에는 여러 가정을 단순화하거나 또는 현장에서 많은 재하시험을 통해 안정성을 평가하는 것이 최선의 방법이었다. 그러나 최근 들어 컴퓨터의 발달로 축하중을 받는 말뚝의 거동을 보다 복잡하고 정교하게 해석할 수 있게 되었으며 이러한 방법들은 보다 현실적이고 정확한 결과를 산출 가능하게 하였다. 본 연구에서는 Coyle과 Reese(1966)가 제안한 하중전이법에 근거한 유한차분해석 프로그램을 개발하였다. 수치해석에 적용한 극한단위주면저항 $f_{max}$는 여러 제안자에 따라 다양한 방법으로 산정하였는데 이렇게 산정된 값들을 Vijayvergiya(1977) 그리고 Mosher 등(2000)의 t-z모델에 적용하여 수치해석을 수행하였다. 이러한 t-z 모델들을 적용하여 수치해석한 결과 주면저항 값은 실측치보다 다소 작게 산정되었지만 전체적으로 유사한 거동을 나타내었다. H-말뚝 타입 시 발생한 함몰부의 영향을 고려하기 위하여 부분폐색단면으로 수치해석을 수행한 결과 비교적 실측치에 근접한 결과를 나타내었다. 이것은 함몰부에 느슨한 모래가 충진되어 폐색이 제대로 되지 않은 상태를 비교적 잘 고려한 결과로 판단된다.

기름이 유출된 바다 표면의 L-밴드 전파 산란에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Simulation of Radar Backscattering from Oil Spills on Sea Surface for L-band SAR)

  • 박성민;양찬수;오이석
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.21-27
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    • 2010
  • 본 논문에서는 기름이 유출된 바다 표면의 레이더 산란에 대한 수치해석적 연구를 보여준다. 우선, 풍속에 따라서 불규칙적인 거칠기를 갖는 바다 표면을 생성한 다음에, 유전율이 높은 거친 바닷물 표면 위에 유전율이 낮은 기름층을 두어 기름이 유출된 바다 표면을 생성한다. 서로 다른 표면 거칠기, 기름층의 두께와 유전율, 주파수, 편파, 입사각의 조합으로 이루어진 다양한 형태의 기름 유출 바다에 대한 레이더 후방산란계수를 모멘트 법(Method of Moments)/ 몬테카를로(Monte-Carlo) 방법을 이용하여 계산한다. 이 수치해석적 방법은 이론적인 산란 모델로 계산 가능한 간단한 구조에 대해서 이론 모델 결과와 비교함으로써 그 정확성을 검증한다. 이 수치해석적 방법으로 기름이 유출된 바다 표면에서의 후방산란계수의 감소를 분석하며, 이 분석 결과는 결과적으로 SAR 영상에서의 기름층의 발견 및 식별에 도움을 줄 것이다.

시멘트혼합처리공법이 적용된 지반의 수치해석 방법에 관한 연구 (The Study on The Numerical Analysis Method for Ground Improved by Cement Mixing Method)

  • 김병일;홍강한;김영선;한상재
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.41-52
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    • 2018
  • 복합지반 설계법은 계산이나 수치해석시 적용하기 편리하여 시멘트혼합처리공법의 설계시 많은 설계자들에 의해 적용되고 있다. 그러나, 복합지반 설계법은 다짐말뚝공법(SCP, GCP)에 관하여 개발된 것으로 시멘트혼합처리공법에 대한 시험시공 등의 실제 결과와의 비교 분석은 미미하다. 본 연구에서는 2차원 유한요소 수치해석을 통해 복합지반 해석법, 개별말뚝해석법 등 다양한 해석법의 결과를 실측과 비교 분석하였다. 본 연구 결과, 지표면에서의 침하는 Plate 요소만을 적용하는 방법의 침하량이 실측에 비해 크게 예측되었고, 기타 방법은 유사한 것으로 나타났다. 개량지반 직하부에서만 발생된 침하량의 크기가 크게 나타났고, 침하량, 수평변위 및 지반반력 등에 대하여 실측과 수치해석 결과를 비교하면 등가벽 개념의 개별말뚝 해석법이 가장 유사한 것으로 나타났다. 복합지반법의 경우 응력전이(지반아칭) 현상을 예측하지 못하였고, 수평변위를 과대 예측하는 것으로 나타났다.

모바일 환경에서 기억법 기반 짧은 거리 유효 알고리즘 (Valid Algorithm for Short Distance based on Mnemonic System in Mobile Environments)

  • 김분희
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.301-306
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    • 2021
  • 연도를 기반으로 중요한 자료를 해석하는 분야에 있어서 기억법은 교육 효과를 높일 수 있는 방법으로 활용될 수 있다. 수치 기억법과 관련된 연구는 기존의 단순한 이미지 형태의 정보를 보여줌으로써 기억률을 높이는 형태로 진행되고 있다. 모바일 환경에서 기억법 기반 실수 수정 수치 알고리즘 논문에서 제안한 방법을 보완하고자 한다. 사용자가 이용하는 앱에서 수치 정보를 입력했을 때 발생되는 오류를 보완해주는 방법이었다. 본 연구에서는 실수 수정에 있어서 단순히 환기 데이터를 보여주는데 그치지 않고 각도 개념을 부과하여 2차원 정보를 기반으로 기억률을 높이고자 한다. 이를 위해 개발된 앱을 이용해 문제 해결 과정을 제안하고 짧은 거리 유효 알고리즘을 구현 평가한다.

발전용 댐 유입량 예측 정확도 향상을 위한 레이더와 수치예보 예측강우 병합기법 연구 (Study on blending radar and numerical rainfall prediction to improve hydroelectric dam inflow forecasts accuracy)

  • 윤성심;신홍준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.112-112
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    • 2023
  • 발전용댐의 댐 유입량 예측 및 운영을 위해서 (주)한국수력원자력에서는 수자원통합 운영시스템(Water resources Integrated System, WIOS)을 운영 중에 있다. 해당 시스템에서는 댐 유입량을 예측하기 위해서 기상청 수치예보모델 중 하나인 국지예보모델(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS)의 예측강우를 수문모형의 입력자료로 활용하고 있으며, 레이더 기반의 초단시간 강우예측 기법을 자체 개발 중에 있다. 기상청 국지예보모델은 강우의 on/off에 대한 정확도는 90%를 상회할 만큼 높으나 정량적인 강우량의 정확도는 매우 낮고, 레이더 기반의 초단시간 예측 강우는 선행 1~2시간 예측에서는 정량적 정확도는 높으나, 그 이후 예측성능이 급격히 떨어지는 경향을 보인다. 따라서 댐 유입량의 정량적 예측 정확도를 확보하기 위해 초단시간 모델과 국지예보모델의 강우예측 결과를 병합(blending)하는 기법을 적용하여 초기 6시간 동안의 예측 성능을 향상시켜야 한다. 본 연구에서는 선행시간 0~6시간에 대해서 병합하는 기법들을 적용하고 평가하고자 한다. 기본적으로 병합은 초단시간 예측강우와 수치예보자료 간 가중치를 통해 수행된다. 일반적으로 초기 1시간 선행시간에서 레이더 기반 예측강우는 완벽한 예측자료(외삽 관측자료의 가중치는 1.0)로 가정하며, tanh 함수를 이용하여 선행시간의 증가에 따라 가중치를 감소시키면서, 6시간 선행시간에서는 수치예보 예측강우가 완벽한 예측자료라고 가정한다. 본 연구에서는 일반적인 병합 방법 외에 병합된 예측강우에 과거 관측강우와 예측강우의 평균편이를 적용하여 보정하는 방법, 사례별 변동성이 큰 병합된 예측강우 특성을 고려하여 병합 가중치를 신뢰도에 따라 가변시키는 방법을 적용하여 평가한다. 이를 통해 댐 유입량 예측에 최적이 되는 병합기법을 선정하고자 한다.

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근거리장에서 HWAW 기법의 수치해석적 검증 (Numerical Verification of HWAW Method in the Near Field)

  • 방은석;박형춘;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.5-17
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    • 2007
  • 기존의 표면파 기법들은 근거리장 효과를 피하기 위하여 적절한 실험 방법 및 필터 기준을 제시하고 있다. HWAW 기법은 다른 표면파와는 다르게 이러한 근거리장 영역에서의 파의 거동을 적극적으로 활용하여 지반의 전단파 속도 주상도를 도출한다. 에너지가 작은 저주파 신호를 시간-주파수 해석을 통해 획득하며 체적파의 영향을 고려한 단일 배열 역산을 통해 가능하다. 이러한 사항을 검증하기 위해서 근거리장에서의 탄성파의 전파 형상을 수치해석을 통하여 모사하였으며 다양한 지반 형태를 대표하기 위해 5개의 지반모델을 구성하였다. 수치모델링을 통해 획득한 시간영역 신호를 이용하여 HWAW 기법으로 실험분산곡선을 도출하였다. 도출된 실험 분산곡선과 3차원 정모델링(Kausel의 방법)을 통해 계산된 이론 분산곡선의 형상이 각 위치에서 저의 일치하였다. 그러므로 HWAW 기법을 수행하는데 있어 근거리장 영역이 포함된 실험 분산곡선을 획득하여도 Kausel의 방법을 이용하여 역산을 수행할 경우 신뢰성 있는 지반의 전단파 속도를 도출하는 것이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

저속충격을 받는 적층복합재료 평판의 직접 수치모사 (Direct Numerical Simulation of Composite laminates Under low velocity Impact)

  • 지국현;김승조
    • Composites Research
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    • 제19권1호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 적층 복합재료에 가해지는 저속충격에 의한 동적 거동 및 손상의 예측은 복합재 구조물의 설계에 중요한 문제가 되고 있다. 특히 저속충격에 의한 손상을 기술하기 위하여 적층판 내의 면내응력 뿐만 아니라 층간응력이 중요한 역할을 하는데, 기존의 전통적인 접근 방법은 이들을 효과적으로 기술하지 못하는 단점이 있다 본 논문에서는 이러한 동적거동 및 손상을 기술하기 위한 수치해석 모델로서 내부 미시구조를 고려한 직접수치모사(DNS)방법을 이용하여 DNS 모델을 구성하였다. 그리고 이를 저속충격 문제에 적용하여 저속충격에 의한 동적 거동 및 재료내의 층간응력 해석을 미시적으로 접근하였다. 이때 기존의 거시적인 접근 방법에 따른 균질모델의 결과와 비교 해석을 보였다. 한편 복합재료 적층판의 효율적인 저속충격해석을 위하여 DNS 개념을 적용한 멀티스케일 모델을 개발하여 기존의 균질화된 모델에서 보일 수 없었던 충격 부위의 국부적인 동적 거동을 효과적으로 기술하였다.

X-Y 수치모형에 의한 하구의 염도확산 분석 (Analysis of Salinity Dispersion in Estuaries by an X-Y Numerical Model)

  • 강주환;이길성
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.197-208
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    • 1991
  • 좌표변환된 깊이방향 평균 X-Y 수치모형을 수립하여 하구에서 염도확산을 분석하였다. 조간대의 수치적 모의, 잔차류, 폐경계조건 등이 검토되었으며, 특히 지배방정식 중 확산항의 처리에 시간분할방법(fractional step method)을 이용하여 수치해의 안정성 및 간편성을 도모하였다. 개발된 모형을 금강하구에 실제 적용하여 유속장과 염도장을 만족스럽게 재현시켰으며 유속장에 따른 확산계수산정에 대해서도 연구하였다.

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