• 제목/요약/키워드: 직접수치 해석 기법

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유연도법 섬유요소모델에 의한 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 연성능력 평가 (Evaluation of Ductility Capacity of Reinforced Concrete Bridge Columns Subject to Cyclic Loading Using Flexibility-Based Fiber Element Method)

  • 고현무;조근희;조호현
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.11-21
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    • 2002
  • 유연도법 섬유요소모델을 통하여 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 이력 거동을 추적하고 직접적인 방법에 의해 변위연성도 평가를 수행하였다. 철근 콘크리트 교각의 극한상태까지의 비탄성 거동을 합리적으로 추적하기 위해 인장강성거동, 기둥-기초면의 불연속 변위 등을 고려하여 철근과 콘크리트의 평균응력-평균변형률 관계, 접촉면요소 등을 실험과 잘 일치하는 기존의 해석 모델을 수정, 적용하였다. 또한 수치해석시 간편하게 적용할 수 있는 직접적인 방법에 의하여 교각의 연성능력을 평가하였으며, 항복변위 및 극한변위의 산출에 영향을 미치는 적분점의 위치, 콘크리트 압쇄 후 강루 철근의 low-cycle fatigue에 의한 파단 시점 등에 대하여 유연도법 섬유요소모델에 적용할 수 있는 값들을 제시하였다. 해석에 의한 변위연성도는 10%이내의 오차를 보이므로, 적용한 해석기법 및 모델에 의한 항복변위 및 극한변위의 평가는 타당하다고 할 수 있다.

해상상태 3의 파고에 따른 모바일 하버 크레인의 롤링 동응답 해석 (Rolling Dynamic Response Analysis of Mobile Harbor Crane by Sea State 3 Wave Excitation)

  • 한기철;황순옥;최은호;조진래;임오강
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.493-499
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    • 2010
  • 해상부유식 항만부두인 모바일 하버에는 일반 지상설치식 크레인과는 다른 구조를 가진 크레인이 설치되어 있다. 그리고 상부에 설치되어 있는 크레인은 파고에 따른 모바일 하버 전체의 동적 안정성에 지대한 영향을 미친다. 본 연구는 해상상태 3의 파고에 따른 모바일 하버용 크레인의 롤링 동응답 해석에 관한 내용으로서, 이론과 수치해석 기법으로 구성된 2단계 해석절차를 적용하였다. 선형파고이론에 따라 강체로 가정한 모바일 하버의 롤링응답을 이론적으로 계산하고, 모바일하버 본체의 롤링에 따른 탄성체 크레인의 롤링 동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 모바일 하버 본체와 직접 접하는 파고의 동적 연계효과는 부가질량 기법으로 반영하였다.

CFD를 이용한 PVT 모듈 열교환기 성능 해석 (Heat efficiency Analysis of PVT module system using CFD)

  • 김양준;김동권;남승백;조인수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.112.2-112.2
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    • 2011
  • PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

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미세입자분산 액적의 고체면에서 충돌과 퍼짐현상에 관한 직접수치해석 기법개발 (DEVELOPMENT OF A NUMERICAL TECHNIQUE FOR IMPACT AND SPREADING OF A DROPLET CONTAINING PARTICLES ON THE SOLID SUBSTRATE)

  • 정현준;황욱렬;김종엽
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.8-13
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    • 2008
  • We present a numerical simulation technique and some preliminary results of the impact and spreading of a droplet containing particles on the solid substrate in 2D. We used the 2nd-order Adams-Bashforth / Crank-Nicholson method to solve the Navier-Stokes equation and employed the level-set method with the continuous surface stress for description of droplet spreading with interfacial tension. The impact velocity has been generated by the instantaneous gravity. The distributed Lagrangian-multipliers method has been combined for the implicit treatment of rigid particles and the discontinuous Galerkin method has been used for the stabilization of the interface advection equation. We investigated the droplet spreading by the inertial force and discussed effects of the presence of particles on the spreading behavior using an example problem. We observed reduced oscillation and spread for the particulate droplet.

그리드 환경하에서 고성능 컴퓨팅을 이용한 열유동 해석 기법에 관한 기초연구 (A Fundamental Study of Thermal-Fluid Flow Analysis using High Performance Computing under the GRID)

  • 홍승도;이대성;이재룡;하만영;이상산
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.928-933
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    • 2003
  • For simulation of three-dimensional turbulent flow with LES and DNS takes much time and expense with current available computing resources. It is nearly impossible to simulate turbulent flow with high Reynolds number. So, the emerging alternative is the Grid computing for needed computation power and working environment. In this study, the CFD code was parallelized to adapt it for the parallel computing under the Grid environment. In the first place, the Grid environment was built to connect the PC-Cluster facilities belong to the different institutions using communication network system. And CFD applications were calculated to check the performance of the parallel code developed for the Grid environment. Although it is a fundamental study, it brings about a important meaning as first step in research of the Grid.

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미세입자분산 액적의 고체면에서 모세퍼짐 현상에 관한 직접수치해석 기법개발 (DEVELOPMENT OF A NUMERICAL TECHNIQUE FOR CAPILLARY SPREADING OF A DROPLET CONTAINING PARTICLES ON THE SOLID SUBSTRATE)

  • 황욱렬;정현준;김시조;김종엽
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.14-19
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    • 2007
  • We present a direct numerical simulation technique and some preliminary results of the capillary spreading of a droplet containing particles on the solid substrate. We used the level-set method with the continuous surface stress for description of droplet spreading with interfacial tension and employed the discontinuous Galerkin method for the stabilization of the interface advection equation. The distributed Lagrangian-multipliers method has been combined for the implicit treatment of rigid particles. We investigated the droplet spreading by the capillary force and discussed effects of the presence of particles on the spreading behavior. It has been observed that a particulate drop spreads less than the pure liquid drop. The amount of spread of a particulate drop has been found smaller than that of the liquid with effectively the same viscosity as the particulate drop.

개선된 군집화 단계의 NofM 알고리즘을 이용한 훈련된 신경망으로부터의 규칙추출 (Rule extraction from trained neural network using NofM algorithm with improved clustering step)

  • 이한율;나종회;김문현
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.581-584
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    • 2001
  • 신경망이 만들어내는 출력에 대한 정보는 수치적으로 분산되어 신경망에 저장되므로, 인간이 직접 해석하기가 힘들다. 본 논문에서는 LRE(link rule extraction)기법인 NofM 알고리즘의 6단계 중에서 초기 단계인 가중치 군집화 단계를 개선하여 추출되는 규칙들의 전제부에 들어가는 규칙 조건들의 수를 조절함으로써, 추출된 규칙이 입력 특성에 대한 정보를 과잉 일반화하거나, 과잉 구체화하는 것을 피할 수 있음을 실험을 통해 보였다. 일반적으로 NofM 알고리즘에서 가중치들을 군집화한 때는 Join 알고리즘을 사용하는데, 본 논문에서는 Join 알고리즘의 Join condition을 0.05부터 0.25까지 0.05씩 점진적으로 확대하여 클러스터링을 하여줌으로써 신경망의 출력에 중요한 역할을 하는 가중치들을 효과적으로 군집화함을 보였다.

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자중을 고려한 외팔보와 저널 베어링 덮개의 형상 최적설계 (Shape Optimum Design of Cantilever with Weight and Journal Bearing Cap)

  • 임오강;이진식;조헌;이병우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.427-435
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    • 1999
  • 형상 최적설계에서 절점의 재배치 및 형상 민감도 계산은 많은 노력이 필요하다. 본 연구에서는 구조물의 형상을 Bezier 곡선을 이용하여 표현하고, 민감도 계산을 위하여 개선된 직접미분법을 이용한다. 그리고, 절점의 재배치에는 변위장을 수정한 속도장을 이용한다. 또한, 본 연구에서는 자중을 고려한 외팔보와 3차원 저널베어링을 수치예제로 선택하여 본 연구의 기법들을 적용한 형상 최적설계를 해석한다.

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과부하 사각형 맨홀에서의 수리학적 상사성 분석 (Analysis of Hydraulic Similarity at Surcharged Square Manhole)

  • 김정수;윤영노;한정석;윤세의
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.510-514
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    • 2008
  • 우수 관거 시스템에서 맨홀의 설치 시 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 수두손실의 발생이 필연적일 수밖에 없다. 현재 계획 또는 설계단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 고려하여 설계를 수행하고 있으며, 맨홀에서의 수두 손실은 거의 대부분 고려되지 않고 있다. 단지 맨홀에서의 수두손실을 저감하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)상의 단차 및 인버트 규정만 있을 뿐, 우수 관거 설계에 직접적으로 필요한 적절한 맨홀의 손실계수가 제시되지 않고 있는 실정이다. 국외에서는 축소 수리 모형을 이용한 실험과 수치해석 기법 등을 이용하여 맨홀에서의 손실계수를 산정하는 연구가 꾸준히 진행되어 왔으나 국내에서는 맨홀의 손실계수 산정에 관한 연구가 미흡한 실정이며, 더욱이 맨홀에서의 손실계수 산정을 위한 상사성 적용에 관한 연구는 전무한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 맨홀의 축척 변화에 따른 손실계수의 변화를 분석하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)의 특 1호(사각형) 맨홀을 각각 1/2과 1/5로 축소 제작하고, 수리실험 장치를 제작하였다. Froude 상사 법칙을 적용하여 1/2의 축소 모형의 실험 조건을 1/5 축소 모형의 값으로 환산하였으며, 각 축소 모형에 대한 수리 실험을 실시하였다. 과부하된 맨홀의 손실계수를 예측하는데 Froude 상사법칙의 사용 가능성을 확인 하였으며, 1/2 축소 모형과 1/5 축소 모형에서 산정된 손실계수 값이 0.45로 일치하고 있으므로 우수 관거 시스템의 맨홀 설계 시, 축소 수리 모형실험에서 산정된 손실계수의 직접적인 적용이 가능하다고 판단된다.

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스텝 하중을 받는 얕은 EP쉘 구조물의 비선형 연속응답스펙트럼에 의한 불안정 특성 (Instability Characteristic of Nonlinear Running Spectra of Shallow EP Shells under STEP Excitations)

  • 김승덕;김두리
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.119-126
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    • 2010
  • 쉘형 구조물의 동적 불안정 문제를 다룬 연구결과는 다소 발표되고 있으나 위상곡면을 이용하여 카오스 생성에 관한 기본적 현상을 다룬 연구는 거의 없는 실정이다. 동적 비선형 문제에서 여러 가지 초기조건에 의해 불안정 현상이 민감하게 발생하는 이유를 파악하기 위해서는 위상곡면에서 끌개의 특성을 조사하여 동적 불안정 생성과정을 검토하는 일은 매우 중요하다. 본 연구에서는 얕은 EP 쉘이 스텝하중을 받을 때, 직접 좌굴과 간접 좌굴의 발생 경로를 파악하기 위하여 Galerkin 법에 의해 전개된 이산화 방정식을 구한다. 이를 수치해석 기법으로 위상곡선과 연속응답스펙트럼을 구해 동적 불안정 특성을 규명한다.

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