• 제목/요약/키워드: 자유경계법

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경사진 내부 직선상에서 변위가 구속된 평판에 대한 이중푸리에 사인시리즈 방법의 자유진동해석 (DOUBLE FOURIER SINE SERIES METHOD FOR CALCULATING THE FREE VIBRATION OF A PLATE WITH INTERIOR INELASTIC)

  • 윤종욱;이장무;김윤영
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1994년도 춘계학술대회논문집; 영남대학교, 20 May 1994
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    • pp.128-133
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    • 1994
  • 본 논문에서는 이중 푸리에 사인시리즈를 통한 해석법으로 경계조건과 내부 구속조건을 라그랑지 상수들과 스토크 변환법으로 해결하는 방법이며 내부에 변위가 구속되는 평판의 경우에 대하여 FEM 프로그램인 NASTRAN과 본 방법으로 계산한 결과를 고찰하였으며 S-S-S-S의 경계조건에 내부구속조건이 있는 경우 FEM 계산값과 거의 일치하며 F-C-F-F 경우는 5차 모우드에서 최대 3% 정도의 오차를 보이고 있다. 그리고 그 밖의 다른 경계조건의 경우에도 진동해석시 적용이 가능하다. 위의 해석 결과들을 통해 여러 경계조건을 갖는 평판에 내부 구속조건을 갖는 경우 진동해석시 타당한 접근 방법이라 할 수 있다. 앞으로 본 방법을 이용하여 보강판에 여러 경계조건이 구속되어 있는 경우 진동해석에도 이용되어질 수 있다.

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임의의 경계조건을 갖는 비등방성 탄성체의 3차원 유한차분 해석 (Three-Dimensional Finite Difference Analysis of Anisotropic Body with Arbitrary Boundary Conditions)

  • 이상열;임성순;장석윤
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권3호통권46호
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    • pp.303-315
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    • 2000
  • 본 논문에서는 일반화된 21개 강성 매트릭스의 독립 변수를 모두 사용하였고 비등방성 3차원 탄성체의 지배 방정식 및 수치 해석 근사식을 유도하였다. 일반화된 3차원 해석은 2차원 해석의 제한성을 극복하는 정밀해를 보여줄 수 있으며, 두꺼운 보나 판, 또는 쉘에서 전단 변형 효과에 의한 처짐의 증가 효과를 더욱 정밀하게 해석할 수 있다. 따라서 본 논문은 3차원 비등방성 탄성체에 대하여 다양한 경계조건에 따른 유한 차분식을 유도하였으며 이를 전산화하여 해석 프로그램을 개발하였다. 특히, 본 논문에서는 자유경계조건에 대하여 개선된 유한차분법의 적용 방식을 제시하였다. 또한 탄성체의 각 방향 자유경계면에서 경계조건을 해결할 수 있는 일반화된 방식을 제시하였다. 몇가지 수치예제를 통하여 이러한 유한차분 경계처리 방식에 의한 비등방성 3차원 탄성체 해석의 타당성 및 거동을 분석하였다.

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경계요소법에 의한 파동장에 있어서 비선형파의 가상경계처리 (Open Boundary Treatment of Nonlinear Waves in the Shallow Water Region by Boundary Element Method)

  • 김남형;;최한규
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.176-183
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    • 1991
  • 본 연구는 경계요소법을 이용하여 비선형 자유표면파을 해석한 것이며, 가상경계처리는 유체 연속성을 고려하여 mass-flux와 energy-flux를 사용하여 유한진폭파동의 해석수법을 제시했다. 유체의 비선형성 때문에 증분법을 적용했으며 경계요소법에 의해 얻어진 결과는 유한요소법의 결과와 실험치와 비교하여 보았으며 좋은 일치가 얻어 졌다. 따라서, 이 방법은 광범위한 파동문제 해석에 유효하게 이용될 수 있으리라 사료된다.

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다양한 적층 배열을 갖는 복합 신소재 판 구조물의 유한차분 비선형 해석 (Finite Difference Nonlinear Analysis of Composite Plate Structures with Various Layer Sequences)

  • 이상범;이상열;이래철
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.159-168
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    • 2005
  • 본 연구는 다양한 적층 배열을 갖는 비등방성을 보이는 첨단 복합 신소재 판구조물의 유한 차분 비선형 해석을 수행한다. 복잡한 편미분 방정식으로 표현되는 역학문제들을 수치해석 하는 경우 본 연구에서 사용한 유한차분법은 유한요소법에 비하여 체눈 생성 및 수치적분 과정을 피할 수 장점을 갖는다. 유한차분법을 이용한 많은 연구들은 단지 에너지 방법을 사용한 고정 혹은 단순 경계조건에 대하여 수행되었다. 그러나 이러한 접근방법은 자유경계에 대하여 불가피하게 발생하는 가상점 문제를 충분히 만족시킬 수 없다. 그러므로 본 연구에서는 임의의 경계조건을 갖는 비등방성 복합 적층한의 비선형 거동 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있는 유한차분식을 정식화 하였다. 적층 배열 변화를 비롯한 다양한 매개변수에 대하여 본 연구에서 제안한 접근방법을 사용하여 적층판의 복잡한 비선형 거동을 분석하였다.

조파저항 계산을 위한 자유표면 조건의 비교 (Comparison of Free-Surface Boundary Conditions for Computing Wave Resistance)

  • 반석호;이승준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.54-65
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    • 1993
  • Poisson[1], Ogilvie[2], Dawson[3] 등에 의해 사용된 자유표면에서의 경계조건을 2차원 몰수체를 대상으로 택하여 동일한 패널법을 이용, 비교검토하였다. 또한 Poisson 경계조건을 사용하여 몰수된 구와 Wigley 선형에 대해 구한 결과도 나타내었다. 결론적으로 검토된 경계조건들보다는 더 정확한 결과를 줄 수 있고, 또 엄밀한 비선형 경계조건 보다는 보다 실용성있는 경계조건을 새로이 유도할 필요가 있는 것으로 생각된다.

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Pochhammer 방정식의 분산곡선구성에서 본 비혼합해의 활용 방안

  • 김윤영
    • 기계저널
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    • 제31권4호
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    • pp.332-340
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    • 1991
  • 본 글에서는 속이 찬 실린더(solid cylinder)에서의 비대칭 탄성파전파 문제를 풀기 위한 해석적 방법의 일부를 소개하고자 한다. 속이찬 실린더에 있어서는 측면벽의 경계조건에 상관없이 평 판에서의 Fourier 시리즈와 유사한 단순해가 존재하지 않는다고 밝혀져 왔다(1). 그러나 최근 발표된 본인의 논문(2)에서 지적된 것처럼, 매우 특별한 측면 경계조건을 갖는 경우에만 정해가 존재한다. 특히 탄성파전파에 관한 한, 이러한 정해는 물리적으로 볼 때 팽창파(dilatational wave)와 전단파(shear wave)가 서로 얽히지 않는 상태에 해당되기 때문에, 소위 "비혼합 해(uncoupled solution)"라 불린다. 이 "비혼합해(uncoupled solution)"의 실제 사용 예를 들면, 상술된 바와 같이 일반적인 측면 경계조건을 갖는 속이 찬 실린더 문제를 풀기 위한 시도함 수(trial function)로 사용될 수 있을 것이다. 주지하는 바와 같이 자유측면벽(traction-free cylindrical wall)을 갖는 속이 찬 실린더는 공학적으로 매우 중요한 구조요소이다. 이 경우에는 측면벽의 경계조건으로 말미암아, 해가 정해의 형태로 존재하지 않는다. 특히 이 구조물에서의 탄성파전파 문제를 다루고자 할 때, 먼저 분산관계식(dispersion relation)을 구한 다음, 이를 이 용해 경계문제를 푸는 것이 상용적으로 사용되는 방법이다. 이 분산 관계식은 파장과 주파수 와의 관계를 나타내는 것으로, 그 복잡성으로 말미암아 이 식을 사용되는 수치해법으로 정확하게 구하는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 본 글에서는 특별한 측면벽을 갖는 속이 찬 실린더의 비혼합해를 활용하여 자유측면벽을 갖는 속이 찬 실린더의 분산관계식(pochhammer의 분산관 계식이라 불린다)을 구하는 법을 설명하고자 한다. 이를 위해 비혼합해가 존재하는 측면경계조 건에 대해 먼저 살펴보고자 한다.조 건에 대해 먼저 살펴보고자 한다.

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부분구조법에 의한 건축물의 국부진동해석 (Substrucuring Technique for Local Vibration of Building Structures)

  • 이동근;안상경;김진구
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.57-66
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    • 1999
  • 국부진동에 의하여 영향을 받는 일부 부재를 분석하기 위하여 구조물 전체의 대하여 동적해석을 수행하는 것은 비경제적일 수 있다. 본 논문에서는 국부진동의 효율적인 해석을 위하여 부분구조법을 사용하였다. 선택된 부재의 해석에 사용할 경계조건을 구하기 위하여 자유도를 응축하는 행렬응축기법을 사용하였다. 해석의 정당성을 검토하기 위하여 경계조건을 고정지지와 단순지지한 경우와 비교하였다. 본 연구에서 제시한 부분구조기법을 이용하면 가진층에 대해서는 효율적으로 매우 정확한 거동을 예측할 수 있지만, 가진층에서 멀리 떨어진 곳에 대한 거동 예측 시에는 다소 오차가 발생한다.

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경계면 포착법에 의한 밀도차이에 따른 물질경계면을 갖는 다상유동 수치해석 (Numerical Simulation of Multiphase Flows with Material Interface due to Density Difference by Interface Capturing Method)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권6호
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    • pp.443-453
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    • 2009
  • The Rayleigh-Taylor instability, the bubble rising in both partially and fully filled containers and the droplet splash are simulated by an in-house solution code(PowerCFD), which are typical benchmark problems among multiphase flows with material interface due to density difference. The present method(code) employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with interface capturing method(CICSAM) in a volume of fluid(VOF) scheme for phase interface capturing. The present results are compared with other numerical solutions found in the literature. It is found that the present method simulates efficiently and accurately complex free surface flows such as multiphase flows with material interface due to both density difference and instability.

풍우란의 철학과학관 - 신리학(新理學)적 철학관 연구 -

  • 석원호
    • 철학연구
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    • 제131권
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    • pp.245-272
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    • 2014
  • 이 논문은 풍우란(馮友蘭:1895~1990)의 신리학적 철학과학관을 해명하는 것이다. 풍우란은 과학의 역할과 중요성을 긍정하면서도, 철학의 독자적인 역할을 인정한 철학자이다. 그에 따르면 과학은 실제세계에 대한 구체적 적극적 지식을 추구하고, 철학은 '인생경지(경계(境界))의 고양'을 추구하며 나아가 정신의 '자유와 불멸'을 목표로 하는 학문이다. 과학과 철학은 학문의 대상 방법 목표가 상이한 별개의 학문이다. 그는 신실재론의 논리분석방법을 빌어 중국전통철학을 재해석하여 신리학적 철학체계를 수립함으로써 그 혼동을 정리하려했다. 과학은 구체적 객관세계[기(器)] 즉 실제(實際)에 관한 학문이고, 철학은 추상적 보편세계[이(理)] 즉 진제(眞際)에 대한 학문이라는 것이다. 그래서 과학은 구체적인 실제세계에 대한 적극적[긍정적] 지식의 축적을 목표로 하고, 철학은 보편적 세계에 대한 이지적 분석 종합 해석을 목표로 한다. 가장 철학적인 철학인 형이상학은 인생의 경지를 드높이는 것을 추구한다. 철학은 최고의 인생경계 즉, 천지경계(天地境界)의 도달을 목표한다. 이를 위해 철학은 진제에 대한 개념적 논리적 분석을 통해 실제를 초월하는 네 가지 형이상학적 관념을 얻어 천지경계에 도달할 수 있다. 천지경계에 도달하는 형이상학적 방법은 두 가지이다. 하나는 정(正)의 방법으로 논리분석법인데, 경험에 대해 논리적 분석 종합 해석을 하는 것이다. 다른 하나는 부(負)의 방법으로 중국화(中國畵)의 '홍운탁월(烘雲托月)'처럼 말할 수 없는 것을 말하는(불가사의(不可思議), 불가언설(不可言說)) 방법이다. 형이상학은 이를 통해 인간의 삶에 자유와 불멸을 가져다줄 수 있다. 이런 형이상학적 활동은 과학이 목표로 하지도 않고 할 수도 없다는 것이 풍우란의 견해이다. 이로서 풍우란은 참과 거짓을 밝힐 수 없는 무의미한 명제의 추방을 주장한 논리실증주의와 대립되는 철학관에 도달했다.

면내(面內) 모멘트를 받는 단순지지된 두 모서리와 자유경계인 나머지 두 모서리를 갖는 직사각형 판의 진동과 좌굴의 엄밀해 (Exact Solutions for Vibration and Buckling of Rectangular Plates Loaded at Two Simply-Supported Opposite Edges by In-Plane Moments, Free along the Other Two Edges)

  • 심현주;우하영;강재훈
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.81-92
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    • 2006
  • 본 연구는 순수 면내모멘트를 발생시키는 선형적으로 변하는 수직응력을 받고 있는 단순지지된 마주보는 두 모서리와 자유경계를 가지는 직사각형 판의 자유진동과 좌굴의 엄밀해를 구하였다. 정현적으로 가정된 하중방향(x)으로의 변위함수는 단순지지 경계조건을 만족시키며, 평판을 지배하는 편미분 운동방정식 을 y 방향으로의 변계수를 갖는 상미분방정식으로 만든다. Frobenius법을 통하여, y방향으로의 멱급수를 가정하면 이 식을 엄밀하게 풀 수 있으며, 그 식의 합당한 계수를 구할 수 있다. 자유경계조건을 y=0과 b에 적용하면, 고유진동수와 임계좌굴모멘트를 구할 수 있는 4차의 특성행렬식이 만들어진다. 본 논문에서는 이 급수해의 수렴성이 면밀히 조사되었으며, 임계 좌굴모멘트의 수치결과와 모드형상이 주어진다. 상대적으로 정확도가 떨어지는 1차원적인 보 이론으로 구한 결과치와의 비교연구가 이루어진다. 또한 자유진동수와 모드형상 주어진다. 프와송비(v)의 변화에 따른 좌굴모멘트와 고유진동수의 변화가 도표로 주어진다.

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