• Title/Summary/Keyword: 이산 요소법

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매립지 근처에서 산성오염물로 인한 토양오염의 지연에 대한 수치적 연구

  • Yoon, Do-Yeong;Han, Chun;Kim, Min-Chan
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.61-64
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    • 1999
  • 산성침출수에 의한 광산폐기물 매립지 근처의 지하 환경의 오염 및 대처 방안의 효과를 수치적으로 예측하였다. 이를 위하여 지하토양에서 Darcy 법칙을 사용한 침출수의 흐름과 이산-분산에 의한 오염물질의 이동현상을 예측하기 위하여 Galerkin 유한요소법을 활용하였다. 토양오염의 지연을 위하여 석회석 차수막을 연직형과 수평형을 도입하여 그 효과를 조사하였다. 수평차수막에서의 수착이 오염물질의 이동을 지연시키는데 상당한 효과가 있는 것으로 나타났다. 반면에 연직차수막은 지하수의 우회유동으로 인한 오염물질의 확산이 가중되고 있는 것으로 예측되었다. 전반적으로 침출수의 흐름은 광산매립지 제방 근처에서 강하게 일어나는 것으로 나타났다. 이를 근거로 차수막의 효과적인 설치방안이 고안되어야 할 것으로 보인다.

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Three-dimensional analysis of the mufflers by BEM (경계요소법에 의한 소음기의 3차원 해석)

  • 윤제원;임정빈;권영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.19-24
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    • 1995
  • 단순한 형상의 소음기는 평면파이론에 의해 비교적 간단하게 음향성능을 해석적으로 구할 수 있다. 그러나 소음기의 형상이 복잡해지거나 해석하고자 하는 주파수의 범위가 평면파의 차단주파수 이상이 될 경우 소음기 내부의 음장이 평면파에서 벗어나게 되어 평면파 이론에 의한 해석은 실제와 상당한 오차가 발생하게 되므로 음장에 대한 3차원 해석이 필요하다. 이론적으로 3차원 문제를 해석할 수 있는 경우는 형상이 극히 단순한 경우에 국한되므로 유한요소법(FEM), 경계요소법(BEM)과 같은 수치해석적인 방법이 이용되고 있다. 경계요소법은 적분 커넬(kernel)의 특이성(singularity) 문제가 있지만 대상 영역의 경계면만을 이산화함으로써 모델링에 소요되는 시간과 노력을 절약할 수 있으므로 음향문제 해석에 있어서 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 3차원 경계요소법 프로그램을 개발하고 평면파이론에 의한 해석이 어려운 여러가지 형태의 소음기에 대한 음향성능을 예측하고 실험으로 검증하는것이다. 특히, 단일영역으로 해석이 불가능한 다공형 소음기에 영역분할법을 적용하여 계산하고 결과를 검토하였다.

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Discrete Element Method (DEM) Analysis of Soil Plug Formation in Impact-Driven Open-ended Piles (이산요소해석법을 활용한 개단말뚝의 관내토 거동 분석)

  • Kim, Youngsang;Kim, Mintae
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.40 no.4
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    • pp.145-154
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    • 2024
  • This study used the discrete element method (DEM) to model the driving process of open-ended piles and investigate the behavior of soil plug during pile penetration. The developed DEM model was verified by comparing model pile test results and numerical analysis, particularly using a contact model considering rolling resistance between soil particles. The study successfully simulated soil compression inside the pile by adjusting the relative density and penetration velocity, and it was confirmed that the soil plug tended to be more compressed as the initial penetration velocity decreased. Soil plug length measurements, plug length ratio, and incremental filling ratio were analyzed and validated against experimental results. The developed DEM model aims to reduce trial and error in further studies by detailing the modeling and verification process.

Higher Order Axismmetric Boundary Element Analysis of Turbine Rotor Disk of the Small Turbojet Engine (고차 축대칭 경계 요소에 의한 소형 터보젯 엔진의 터빈 로우터 디스크 해석)

  • Kim, Jin-Woo
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.1 no.1
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    • pp.128-144
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    • 1998
  • The BEM for linear elastic stress analysis is applied to the highly rotating axisymmetric body problem which also involves the thermoelastic effects due to steady-state thermal conduction. The axisymmetric BEM formulation is briefly summarized and an alternative approach for transforming the volume integrals associated with such body force kernels into equivalent boundary integrals is described in a way of using the concept of inner product and vector identity. A discretization scheme for higher order BE is outlined for numerical treatment of the resulting boundary integral equations, and it is consequently illustrated by determining the stress distributions of the turbine rotor disk of the small turbojet engine(ADD 500) for which a FEM stress solution has been furnished by author.

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Dynamic Analysis of MLS Difference Method using First Order Differential Approximation (1차 미분 근사를 이용한 MLS차분법의 동적해석)

  • Kim, Kyeong-Hwan;Yoon, Young-Cheol;Lee, Sang-Ho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.31 no.6
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    • pp.331-337
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    • 2018
  • This paper presents dynamic algorithm of the MLS(moving least squares) difference method using first order differential Approximation. The governing equations are only discretized by the first order MLS derivative approximation. The system equation consists of an assembly of the approximate function, so the shape of system equation is similar to FEM(finite element method). The CDM(central difference method) is used for time integration of dynamic equilibrium equation. The natural frequency analyses of the MLS difference method and FEM are performed, and two analysis results are compared. Also, the accuracy of the proposed numerical method is verified by displaying the dynamic analysis results together with the results by the existing second order differential approximation. In the process of assembling the first order MLS derivative approximation, the oscillation error was suppressed and the stress distribution was interpreted as relatively uniform.

Finite Element Vibration Analysis of Structures with Cyclic Symmetry using Discrete Fourier Transform (이산푸리에 변환을 이용한 순환대칭 구조물의 유한요소 진동 해석)

  • 김창부;김정락
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.221-226
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    • 1995
  • 터빈 익렬, 펌프 익차, 원형 냉각탑, 치차 등과 같이 동일한 형상이 원주 방향으로 반복되어 있는 순환 대칭 구조물의 진동특성을 유한 요소법을 사용하여 해석하는 경우에 전체구조를 모델링하는 대신에 구조물을 동일한 형상의 부분구조로 분할하여 부분구조 한개만을 모델링하고 분할된 경계에서 적절한 경계조건을 부과하여 진동해석을 수행함으로서 컴퓨터 기억용량을 절감시키고 계산시간을 단축할 수 있는 방법이 널리 사용되고 있다. Orris and Petyt[1]는 부분구조의 양쪽 분할 경계면, 즉 연결 경계상에 있는 절점변위의 상관관계를 복소파동전파식을 이용해서 구하여 부분구조의 감소된 복소강성행렬 및 질량행렬을 만들고 실수부와 허수부를 분리하여 유한요소해석을 수행하는 방법을 제안하였다. 유한요소 프로그램 ANSYS[2]에서는 이와 같은 방법을 사용하고 있다. Thomas[3]는 순회 정규모드를 이용하였고, 참고문헌[4]에서는 순회행렬을 이용하였다. 또한 유한요소 프로그램 MSC/NASTRAN[5]에서는 푸리에 급수를 이용하고 유한요소 절점의 위치 및 변위를 원통 좌표계를 표현하여 순환대칭구조물의 유한요소해석을 수행할 수 있도록 되어있다. 본 논문에서는 순환 대칭구조물의 형상의 주기성과 순환성을 고려하여 이산퓨리에 변환을 이용함으로써 순환대칭구조물의 유한요소진동해석을 체계적으로 저용량의 컴퓨터에서 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.

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A Study on Shape Optimization of Distributed Actuators using Time Domain Finite Element Method (시간유한요소법을 이용한 분포형 구동기의 형상최적화에 관한 연구)

  • Suk, Jin-Young;Kim, You-Dan
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.33 no.9
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    • pp.56-65
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    • 2005
  • A dynamic analysis method that freezes a time domain by discretization and solves the spatial propagation equation has a unique feature that provides a degree of freedom on spatial domain compared with the space discretization or space-time discretization finite element method. Using this feature, the time finite element analysis can be effectively applied to optimize the spatial characteristics of distributed type actuators. In this research, the time domain finite element method was used to discretize the model. A state variable vector was used in the discretization to include arbitrary initial conditions. A performance index was proposed on spatial domain to consider both potential and vibrational energy, so that the resulting shape of the distributed actuator was optimized for dynamic control of the structure. It is assumed that the structure satisfies the final rest condition using the realizable control scheme although the initial disturbance can affect the system response. Both equations on states and costates were derived based on the selected performance index and structural model. Ricatti matrix differential equations on state and costate variables were derived by the reconfiguration of the sub-matrices and application of time/space boundary conditions, and finally optimal actuator distribution was obtained. Numerical simulation results validated the proposed actuator shape optimization scheme.