• 제목/요약/키워드: Dynamic numerical modeling

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사면에서 발생하는 액상화 수치해석 (Numerical Modeling of Soil Liquefaction at Slope Site)

  • 박성식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.133-143
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    • 2006
  • 본 논문에서는 저자가 제안한 유효응력모델을 이용하여 지진시 사면의 동적거동에 관한 수치해석을 수행하였다. 항복함수는 동일한 응력비를 가진 무한개의 방사선을 의미하며, 비관련 유동규칙을 가진 탄소성모델인 UBCSAND를 이용하였다. 이 모델은 FLAC내에 내장된 Mohr-Coulomb모델을 변형한 형태이다. UBCSAND모델을 이용하여 RPI에서 수행한 원심모형실험결과를 예측하였다. 먼저, UBCSAND모델을 Nevada모래를 사용한 반복 직접단순전단시험결과를 이용하여 검증하였으며, 액상화전후의 거동을 예측하였다. 이와 같이 검증된 모델을 원심모형실험에서 계측된 가속도, 과잉간극 수압, 변위와 서로 비교하였다. 일반적으로 계측치와 예측치가 일치하였다. 유효응력모델을 이용한 동적 수치해석기법은 서부 캐나다에서 댐, 교량, 터널, 파이프라인과 관련된 액상화 프로젝트에 실제 사용되고 있다.

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대구경 현장타설말뚝의 주면 마찰력 평가 (Evaluation of Skin Friction on Large Drilled Shaft)

  • 홍원표;여규권;이재호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.93-103
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    • 2005
  • 대구경 현장타설말뚝에 대하여 하중전이 측정을 수반한 정재하시험, 동재하시험 및 유한차분해석을 수행하여 주면 마찰력 거동특성에 대한 연구를 실시한다. 주면 마찰력은 말뚝과 지반의 상대변위와 직접적으로 관계되므로 임의의 심도에서 측정한 말뚝의 하중전이량과 유한차분해석에 의한 주면지반의 변위와 응력을 이용하여 거동특성을 분석한다. 하중전이측정결과에 의하면 현장타설말뚝 주면을 따라 발휘되는 극한단위주면 마찰력은 중간 깊이인 모래자갈층과 자갈층 상부에서 먼저 나타난다. 또한 동일한 현장타설말뚝에 대하여 동재하시험과 정재하시험을 실시한 결과 주면 마찰력과 선단지지력의 거동특성이 상이하게 평가되었으며, 그 차이점에 대하여 논의한다.

만타형상 무인잠수정의 운동성능 해석 및 제어기 설계를 위한 비선형 수학모델 개발 (Mathematical Modeling for Dynamic Performance Analysis and Controller Design of Manta-type UUV)

  • 변승우;김준영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.21-28
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    • 2010
  • 본 논문에서는 만타형상 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 운동성능과 제어기설계에 대한 성능을 해석하기 위한 수학모델을 정립하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 6자유도 운동방정식을 이용하여 Matlab/Simulink로 시뮬레이션 프로그램을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 만타형상 무인잠수정의 동역학적 운동성능을 해석하였으며, 무인잠수정의 제어성능을 해석하기 위하여 PID(비례-미분-적분)제어기와 슬라이딩모드(Sliding mode)제어기를 설계하여 만타형상 무인잠수정의 제어성능을 해석하였다. 설계된 제어기는 무인잠수정의 수심제어(Depth control)와 방향제어(Heading control)에 사용되었다. 설계된 제어기의 성능을 확인하기 위하여 미해군 대학원의 AUV II와 비교하였다. 설계된 수심제어기와 방향제어기를 이용하여 만타형 무인잠수정의 설계목표에 부합하는 항해제어 시뮬레이션을 실시하였다.

풍하중을 받는 송전철탑의 정적, 동적 및 좌굴해석 (Static, Dynamic and Buckling Analyses of a Power Transmission Tower under Wind Load)

  • 정형조;신동승;문병욱;박지훈;이성경;민경원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.369-374
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    • 2006
  • 가섭선 및 애자가 연결되어 있는 복잡한 구조물인 송전철탑의 3차원 모델링을 통하여 동특성을 파악하고, 풍하중에 대한 응답 특성을 정적, 동적 및 좌굴 해석을 가섭선의 절단 유무에 따라 분석하였다. 우선, 고유치해석을 통해, 송전철탑이라는 구조시스템이 일반 건축물과는 달리 극소수의 저차 모드가 구조물의 동적 거동을 좌우하지 않고, 상대적으로 많은 모드들이 동적 거동에 기여한다는 것을 확인하였다. 두 번째로, 정적 해석과 좌굴 해석을 통해, 대상 구조물이 정적인 개념의 풍하중에 대해서 구조적으로 안전하고 좌굴에 대해서도 충분한 안전율을 확보하고 있음을 확인하였다 그러나, 모든 가섭선이 단절되는 극단적인 경우에는 안전율이 상당히 낮아졌으며 이러한 경우에 구조물의 붕괴 및 전도를 방지할 대책에 대한 검토가 필요하다고 사료된다 마지막으로, 풍하중의 시간에 따른 변화를 고려한 동적해석을 통해, 풍하중의 동적 변동성분이 구조물의 응답을 증가시키고 있음을 확인하였다.

수직다물체시스템의 오차파형전달방식 간접적응형 분산학습제어 (Indirect Adaptive Decentralized Learning Control based Error Wave Propagation of the Vertical Multiple Dynamic Systems)

  • 이수철
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2006년도 춘계 국제학술대회 논문집
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    • pp.211-217
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    • 2006
  • 반복학습제어는 특정목적 궤도의 반복작업을 수행하는 정밀도를 개선하는 제어기를 개발하는 기술이다. 기존 연구에서는 수직다물체의 반복정밀도를 개선하기 위하여 누적학습제어와 적응제어 기법을 한 반복영역에서 동시에 실시하는 기법을 개발하였다. 당초 이 기술은 생산조립라인의 산업용 로봇에서 발생하는 반복정밀도를 개선하기 위해 개발하였으며, 특히, 분산학습기법은 산업용 로봇에서 발생하는 실질적 제어 방식에 유효한 기법이다. 본 논문에서 개발한 제어기술은 한 반복영역의 모든 시간대의 입출력 정보를 동시에 학습하기 보다는 매 시간대의 입출력 정보를 각 시간대 마다 충분히 학습하고 다음 시간대의 정보를 학습하는 것이다. 본 논문에서 개발한 기술을 산업용 로봇과 의료기기에 적용하면 수직다물체의 정밀도 품질보증 확보에 큰 기여를 하게 된다.

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오차파형전달방식 간접적응형 분산학습제어 알고리즘을 적용한 수직다물체시스템의 반복정밀도 보증 (Quality Assurance of Repeatability for the Vertical Multiple Dynamic Systems in Indirect Adaptive Decentralized Learning Control based Error wave Propagation)

  • 이수철
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.40-47
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    • 2006
  • 반복학습제어는 특정목적 궤도의 반복작업을 수행하는 정밀도를 개선하는 제어기를 개발하는 기술이다. 기존 연구에서는 수직다물체의 반복정밀도를 개선하기 위하여 누적학습제어와 적응제어 기법을 한 반복영역에서 동시에 실시하는 기법을 개발하였다. 당초 이 기술은 생산조립라인의 산업용 로봇에서 발생하는 반복정밀도를 개선하기 위해 개발하였으며, 특히, 분산학습기법은 산업용 로봇에서 발생하는 실질적 제어 방식에 유효한 기법이다 본 논문에서 개발한 제어기술은 한 반복영역의 모든 시간대의 입출력 정보를 동시에 학습하기 보다는 매 시간대의 입출력 정보를 각 시간대 마다 충분히 학습하고 다음 시간대의 정보를 학습하는 것이다. 본 논문에서 개발한 기술을 산업용 로봇과 의료기기에 적용하면 수직다물체의 정밀도 품질보증 확보에 큰 기여를 하게 된다.

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Effect of static and dynamic impedance functions on the parametric analysis of SSI system

  • Maroua Lagaguine;Badreddine Sbarta
    • Coupled systems mechanics
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    • 제13권4호
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    • pp.293-310
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    • 2024
  • This paper investigates the dynamic response of structures during earthquakes and provides a clear understanding of soil-structure interaction phenomena. It analyses various parameters, comprising ground shear wave velocity and structure properties. The effect of soil impedance function form on the structural response of the system through the use of springs and dashpots with two frequency cases: independent and dependent frequencies. The superstructure and the ground were modeled linearly. Using the substructure method, two different approaches are used in this study. The first is an analytical formulation based on the dynamic equilibrium of the soil-structure system modeled by an analog model with three degrees of freedom. The second is a numerical analysis generated with 2D finite element modeling using ABAQUS software. The superstructure is represented as a SDOF system in all the SSI models assessed. This analysis establishes the key parameters affecting the soil-structure interaction and their effects. The different results obtained from the analysis are compared for each studied case (frequency-independent and frequency-dependent impedance functions). The achieved results confirm the sensitivity of buildings to soil-structure interaction and highlight the various factors and effects, such as soil and structure properties, specifically the shear wave velocity, the height and mass of the structure. Excitation frequency, and the foundation anchoring height, also has a significant impact on the fundamental parameters and the response of the coupled system at the same time. On the other hand, it have been demonstrated that the impedance function forms play a critical role in the accurate evaluation of structural behavior during seismic excitation. As a result, the evaluation of SSI effects on structural response must take into account the dynamic properties of the structure and soil accordingly.

강풍피해 위험성 평가를 위한 건물군 주위 유동해석 (Numerical simulation of turbulent flow around a building complex for development of risk assessment technique for windstorm hazards)

  • 최춘범;양경수;이승수;함희정
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2737-2742
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    • 2007
  • Strong wind flow around a building complex was numerically studied by LES. The original motivation of this work stemmed from the efforts to develop a risk assessment technique for windstorm hazards. Lagrangian-averaged scale-invariant dynamic subgrid-scale model was used for turbulence modeling, and a log-law-based wall model was employed on all the solid surfaces including the ground and the surface of buildings to replace the no-slip condition. The shape of buildings was implemented on the Cartesian grid system by an immersed boundary method. Key flow quantities for the risk assessment such as mean and RMS values of pressure on the surface of the selected buildings are presented. In addition, characteristics of the velocity field at some selected locations vital to safety of human beings is also reported.

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부분구조물의 축약 모델링을 위한 절점 및 모드의 선정 (Selection of Nodes and Modes for Reduced Modeling of Substructures)

  • 황우석
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.232-237
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    • 2015
  • Complex dynamic systems are composed of several subsystems. Each subsystems affect the dynamics of other subsystems since they are connected to each other in the whole system. Theoretically, we can derive the exact mass and stiffness matrix of a system if we have the natural frequencies and mode shapes of that system. In real situation, the modal parameters for the higher modes are not available and the number of degree of freedom concerned are not so high. This paper shows a simple method to derive the mass and stiffness matrix of a system considering the connecting points of subsystems. Since the accuracy of reconstructed structure depends on the selection of node and mode, the rule for selection of node and mode are derived from the numerical examples.

Modeling of Grade Change Operations in Paper Plants

  • 고준석;여영구;하성문;고두석;강홍
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2003년도 추계학술발표논문집
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    • pp.291-305
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    • 2003
  • In this work we developed the closed-loop model of a paper machine during grade change with the intention to provide a reliable dynamic model to be used in the model-based grade change control scheme. During the grade change, chemical and physical characteristics of paper process change with time. It is very difficult to represent these characteristics on-line by using physical process models. In this work, the wet circulation part and the drying section were considered as a single process and closed-loop identification technique was used to develop the grade change model. Comparison of the results of numerical simulations with plant operation data demonstrates the effectiveness of the model identified.

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