• 제목/요약/키워드: 시간안정성해석

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화재시나리오별 침매터널 구조물의 화재저항성 평가 (Assessment of structural fire resistance of a fire-proofed immersed tunnel under tunnel fire scenarios)

  • 최순욱;장수호;김흥열;조봉현
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.429-441
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    • 2010
  • 본 연구에서는 뿜어붙임 방식의 모르타르 내화재가 시공된 침매터널 벽체구조물을 모사한 철근콘크리트 블록시험체에 대해 $HC_{inc}$ 화재시나리오와 IS0834(4시간) 화재시나리오 하에서 침매터널 내화재의 화재저항성 평가결과를 비교하였다. $HC_{inc}$ 화재시나리오 하에서는 내화재와 시험체 계면으로부터 0, 25, 50 mm 위치에서의 최대온도가 각각 $311^{\circ}C$, $194^{\circ}C$, $142^{\circ}C$로 나타났으며, IS0834(4시간) 화재시니리오 조건에서는 0, 25, 50 mm 위치에서의 최대온도가 각각 $332^{\circ}C$, $222^{\circ}C$, $179^{\circ}C$ 측정되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 적용된 두 가지 화재시나리오들은 최대온도개념에서 유사한 화재강도임을 확인할 수 있었다. 이와 더불어 내화재 설치여부에 따른 침매터널 구조물의 안전성을 확인하기 위한 구조안정성 해석을 수행하였다. 이때 내화재가 설치되지 않은 시험체에 대한 화재시험을 수행하여 화재에 의한 콘크리트의 단면손실과 강도저하를 확인하고 그 결과를 이용하여 구조안정성 해석을 수행하였다. 이상의 해석 결과, 본 연구에서 적용된 강력한 화재시나리오 조건에서는 침매터널 구조물의 안정성 확보를 위하여 내화재가 필수적임을 확인할 수 있었다.

3차원(次元) 수치모형(數値模型)에 의한 표면온배수(表面溫排水) 확산(擴散)의 수치해석(數値解析) (Numerical Analysis of Surface Thermal Jets by Three-Dimensional Numerical Model)

  • 정태성;이길성
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1385-1394
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    • 1994
  • 밀도효과(密度效果)를 고려한 물의 유동(流動)에 관한 3차원(次元) 수치모형(數値模型)을 수립하여, 정상수역(靜上水域)으로의 표면온배수(表面溫排水) 확산문제(擴散問題)를 해석하였다. 수립된 수치모형(數値模型)은 수심방향에 대해 정규화(正規化)한 좌표(座標)(${\sigma}$-coordinate)에서 무차원화(無次元化)된 식들을 사용하며, 시간(時間) 적분방법(積分方法)으로는 반음해법(半陰解法)을 사용하여 계산시간의 효율성(效率性)을 도모하였다. 온배수확산(溫排水擴散) 수리실험결과(水理實驗結果)와의 비교를 통하여 모형의 신뢰성(信賴性)을 검토하였으며, 온배수(溫排水) 확산(擴散)(밀도류(密度流)) 계산시 연직확산계수(鉛直擴散係數)와 성층효과(成層效果)를 고려하기 위해 사용되는 안정함수(安定函數)의 여러 형태에 대한 계산결과를 비교하였다. 수립된 모형은 수리실험자료(水理實驗資料)와 일치하는 양호한 계산결과를 보였다. 온배수 확산 모의시 연직(鉛直) 확산계수(擴散係數)의 공간적(空間的) 분포(分布)를 고려해야함을 확인할 수 있었으며, 표면온배수 확산을 정확히 모의하기 위해서는 기존에 널리 사용되는 안정함수(安定函數)가 수정될 필요가 있었다.

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신경망 제어 시스템의 안정도에 관한 연구 (A Study on the Stability of Neural Network Control Systems)

  • 김은태;이의진;김승우;박민용
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제37권1호
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    • pp.21-31
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    • 2000
  • 본 논문에서는 이산 시간 신경망 제어 시스템의 안정도에 대한 해석을 하도록 한다. 우선 리아프노프의 직접법을 이용하여 신경망제어기를 포함하고 있는 시스템의 안정조건을 체계적으로 유도하고 이 유도된 안정조건을 반영하여 수정된 역전파 알고리즘을 제안한다. 이 수정된 역전파 알고리즘은 유도된 신경망 제어기 시스템의 안정조건을 반영한 학습 규칙이고 따라서 이를 이용하여 학습된 신경망 제어기의 경우 안정성을 보장하게 된다. 끝으로 컴퓨터 모의 실험에서는 제안한 신경망 제어 시스템의 안정조건과 이를 반영한 수정 역전파 알고리즘을 통하여 주어진 플랜트를 학습 제어하도록 한다.

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피로한계를 고려한 IPM타입 영구자석 전동기 Bridge부 구조 해석 방법 (A method to analyze the strength of bridge in IPM type permanent magnet motor considering the effect of mechanical fatigue characteristic)

  • 강경호;유석진;안효철;김지현;정상용
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.999-1000
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    • 2011
  • 영구자석을 삽입하는 IPM(Interior Permanent Magnet : 이하 IPM) 방식의 동기전동기 설계에서 브리지의 형상 결정은 기계적인 안정성을 확보하고 출력 요구사양을 만족시키기 위해 구조해석과 자기회로 해석을 병행하여 검토하는 것을 요구한다. 본 논문에서는 IPM타입 동기전동기를 대상으로 회전자 원심력이 정적상태로 인가되는 정하중 조건과 속도변화가 시간에 따라 변하는 동하중 조건일 경우를 구분하여 설계 여유를 분석하였으며, 영구자석의 접착여부에 따라 브리지에 발생하는 응력 분포의 차이를 해석하였다. 또한, 동하중 상태에서 재료의 응력-피로 특성을 통해 피로 한계 조건을 설계단계에서 예측하였다.

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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.

유한요소와 경계요소를 결합한 지하공동의 변위해석 (A Combined Finite Element -Boundary Element Method of Underground Displacements Analysis)

  • 황창규;박성재
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제6권1호
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    • pp.25-34
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    • 1990
  • 지하공동의 해석에 관한 유한요소법과 경계요소법의 해법은 많은 연구가 되어있다. 지하공동과 같은 구조물의 안정성해석시, 대상의 영역이 무한영역중의 극히 작은 일부분일 경우가 많다. 이 경우 무한영역은 비정의영역이므로 유한요소의 이산화가 불가능하며, 영향범위를가정하여 정의령 역으로 변환하면, 유한요소해석중에 강성매트릭스가 커지게되어 컴퓨터의 용량 및 계산시간상의 문제점을 일으키게 된다. 경계요소법을 적용하면, 무한영역을 고려할 수 있으나, 재료의 특성을 고려하기는 어려움이 많다. 본 논문은 특정부분의 변위 및 응력을 상세히 알 수 있으며,재료의 가음을 고려한 프로그램을 이용할 수 있는 유한요소법의 장점과 무한영역을 쉽게 고려할 수 있는 경계요소법의 장점을 갖는 유한요소와 경계요소를 결합한 해석법으로 무한탄성지반중의 지하공동안정해석에 대한 수치해석치와 이론치를 비교하여 효용성을 검토하였다. 그 결과 엄밀해에 가까운 경계요소법보다는 정도가 떨어지나 유한요소법보다는 정도가 개선되었다.

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지절 발생 시 제지공정 안정화를 위한 동적 시뮬레이션 및 공정 컨트롤

  • 이진희;이학래
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2001년도 추계학술발표논문집
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    • pp.67-68
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    • 2001
  • 제지공장은 에너지 다소비 업종이며 고도의 장치산업이기 때문에 초지 설비의 효과적 운영을 통한 생산성 극대화가 경제성과 직결되어 었다. 또한 24시간 연속생산을 하는 초지 설비로 소비자가 선호하는 품질의 종이를 생산하기 위해서는 공정의 안정성 이 매우 중요하다. 이는 공정의 불안정화는 생산제품의 품질 변화를 유발함으로써 균일 성을 저하시키는 악영향을 미치기 때문이다. 제지 공정의 안정화를 저해하는 인자에는 지절, 지종 변화, 조업중단, 조업재개 둥과 공정의 특성상 수반되는 돌발사태 등이 있을 수 있다. 이들 인자 가운데 가장 심각하게 공정의 안정성을 악화시키는 것은 지절의 발 생이라 할 수 있다. 지절이 발생되면 생산성 저하 등의 여러 문제점이 발생하기도 하지 만 다량의 파지가 발생되기 때문에 공정 안정성 면에서 볼 때에도 부득이하게 생성된 다량의 파지를 공정에 재투입하기 위해 재해리해야하므로 많은 양의 백수가 소모되며 이에 따라 예기치 않은 공정 백수의 사용으로 전체 백수계에 갑작스런 변동이 생기게 된다. 백수가 파지의 해리에 사용됨에 따라 공정 내에는 추가적인 청수가 공급되어야 하므로 전체적으로는 청수의 사용량도 늘어난다. 또한 증가된 파지의 재사용도 대부분 의 공장에서 broke chest의 용량이 한정되어 있으므로 이의 적절한 컨트롤은 중요하다. 더욱이 점차 공정이 고폐쇄화됨에 따라 공정 컨트롤에 대한 여유가 적으므로 백수와 공정의 관리는 점차 어려워지고 있다. 공정 시율레이션은 현존하는 공정을 수학적으로 모델화하여 이를 컴퓨터 하드 왜어를 이용해 실제 공장에서 일어나는 상황을 모사하는 것이다. 이러한 공정 모사는 새로운 공장을 설계하기 전에 타당성 조사와 여러 가지 사례조사를 실시할 때, 기존 공 장의 개조나 증설 또는 기존 공장의 운전조건을 실제로 변경하기 전에도 미리 모사를 함으로써 실제 시험 운전을 하는 경우 보다 많은 비용과 시간을 절약할 수 있다. 본 연 구는 백상지 생산 공정 설계도면을 참고하여 상용 시율레이터로 시율레이션 모델을 구 축하고 이를 기반으로 지절 상황을 모사하였으며, 지절 후의 공정 불안정화 상황을 파 악하였다. 또한 이러한 상황의 대책을 강구하기 위해 다양한 공정 조절 방안을 시율레이션 모댈에 적용하여 그 결과를 해석하였다.

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화강풍화토 지반의 불포화 특성을 고려한 최적화기법에 의한 사면안정해석 방법 (Slope Stability Analysis by Optimization Technique Considering Unsaturated Characteristics of Weathered Granite Soil)

  • 이승래;이성진;변위용;장범수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.123-133
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    • 2001
  • 대부분의 토사사면은 불포화상태로서, 이 경우 기존의 모관흡수력을 무시한 해석에 비해 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있도록 대상 사면지반의 불포화 특성을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지반의 불포화 특성을 고려할 수 있도록 한계평형법에 의한 사면안정해석 프로그램을 보완하여 작성하였으며 임계단면 탐색을 위하여 최적화 기법을 적용하였다. 그리고 이와 같은 해석을 위한 불포화 설계변수를 얻기 위해 국내의 대표적 지반 재료인 화강풍화토에 대해 실험을 수행하였다. 실험자료 분석결과 불포화 강도특성을 안정해석에 적용하기 위해 모관흡수력에 따른 겉보기 점탁력 변화를 비선형성을 고려하여 수식화하였다. 또한 부피변화를 측정함으로써 함수특성곡선을 보다 정확하게 얻고자 하였다. 본 연구 결과를 통해 강우에 의한 침투로 야기되는 사면내부의 모관흡수력의 변화와 그에 따른 투수특성 및 강도특성변화를 고려함으로써 강우강도와 지속시간에 따른 안전율 변화를 보다 적절히 판단할 수 있었다.

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축방향 왕복운동을 하는 집중질량을 가진 외팔보의 동적 안정성 해석 (Dynamic Stability Analysis of an Axially Oscillating Cantilever Beam with a Concentrated Mass)

  • 현상학;유홍희
    • 소음진동
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    • 제11권1호
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    • pp.118-124
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    • 2001
  • The effect of a concentrated mass on the regions of dynamic instability of an axially oscillating cantilever beam is investigated in this paper. The equations of motion are derived using Kane's method and the assumed mode method. It is found that the bending stiffness is harmonically varied by axial inertia forces due to oscillating motion. Under the certain conditions between oscillating frequency and the natural frequencies, dynamic instability may occur and the magnitude of the bending vibration increase without bound. By using the multiple time scales method, the regions of dynamic instability are obtained. The regions of dynamic instability are found to be depend on the magnitude of a concentrated mass or its location.

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회전 방향으로 매개 가진하는 외팔보의 동적 해석 (Dynamic Analysis of a Cantilever Beam with the Parametric Exitation in Rotation)

  • 임형빈;정진태
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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    • pp.335-340
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    • 2001
  • Dynamic stability of a rotary oscillating cantilever beam is presented in this study. Using the stretch deformation instead of the conventional axial deformation, three linear partial differential equations are derived from Hamilton's principle and transformed into dimensionless forms. Stability diagrams of the first order approximate solutions are obtained by using the multiple scale perturbation method. The stability diagrams show that relatively large unstable regions exist near the combination of the first chordwise bending natural frequency and the first stretch natural frequency. This result is verified by using the generalized-${\alpha}$ method.

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