• 제목/요약/키워드: Equilibrium problem

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유한요소와 경계요소의 조합에 의한 다층 구조계의 비선형 해석 (Nonlinear Finite Element-Boundary Element Analysis of Multi-Layered Structural Systems)

  • 김문겸;허택녕;이상도
    • 전산구조공학
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    • 제7권4호
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    • pp.57-67
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    • 1994
  • 지하구조물의 주위지반은 일반적으로 퇴적층의 형성 또는 지각의 변동에 의해 다층구조를 가지게 되므로, 구조물 및 주위지반의 거동을 정확히 예측하기 위해서는 해석에 다층구조의 영향을 반영해야 한다. 본 연구에서는 다층으로 구성된 지하구조계를 대상으로 하여 구조물과 그 주변에는 비선형 유한요소를 사용하고, 비선형성이 상대적으로 미약한 주변 다층지반에는 선형 경계요소를 사용하여 재료의 비선형성과 비균질성을 고려한 효율적인 조합해석방법을 개발하고자 한다. 반무한영역에 설정되는 다층구조계를 경계요소로 해석할 경우 그 기본해가 제한되어 있으므로, 본 연구에서는 기존의 무한기본해를 이용하는 방법을 사용하였다. 무한기본해를 이용하는 내부영역문제의 경우 각각의 균질한 층을 부영역(subdomain)으로 분할하고 계방정식을 구성한 뒤에 접합면에 대하여 평형조건과 적합조건을 만족시켜 주는 방법을 사용하여 비균질성을 고려한다. 부영역으로 층을 분할한 내부영역문제의 경계요소해석 결과는 선형 유한요소해석 결과와 비교하여 검증하였고, 검증된 경계요소 프로그램을 비선형 유한요소 프로그램과 조합하였다. 조합해석 결과, 굴착부 주변의 응력집 중부에는 비선형 유한요소를 사용하고, 비선형의 영향이 미소한 주변의 다층지반에 대해서는 부영역에 의한 선형 경계요소를 사용하는 조합해석방법이 합리적이고 효율적임을 알 수 있었다.

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실증적 회계학연구에 있어서의 내생성 문제 (Endogeneity Issues in Empirical Accounting Research)

  • 최종서
    • 경영과정보연구
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    • 제31권4호
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    • pp.469-490
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    • 2012
  • 본 연구에서는 최근 실증적 회계학연구에서 그 중요성이 점증하고 있는 내생성 문제에 대하여 개관한다. 이를 통하여 내생성의 존재가 실증모형 검증의 타당성을 제약할 수 있는 정도에 대해 주의를 환기시키고자 한다. 보다 구체적으로 본고에서는 내생성이란 무엇이며, 내생성의 원인과 그에 따른 영향, 내생성을 해결할 수 있는 방안에 대해 살펴본다. 내생성을 초래하게 되는 맥락은 주로 생략변수, 연립성, 균형조건, 선택변수의 존재 등과 관련된다. 본고에서는 이와 더불어 최근의 실증적 회계연구 가운데 내생성의 문제를 명시적으로 다루고 있는 몇 가지 사례에 대해서도 검토하였다. 예를 들면 연구개발 지출의 자본화에 따른 정보효과를 분석한 Oswald and Zarowin(2007), 경영자 교체와 이익조정의 관련성을 조사한 Hazarika et al.(2012), 기업의 지배구조와 기업가치의 관련성을 연구한 일련의 연구를 들 수 있다. 아울러 향후의 회계연구에서 잠재적 내생성의 문제에 대처해 나갈 방안에 대해서도 논의하였다.

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Bending of steel fibers on partly supported elastic foundation

  • Hu, Xiao Dong;Day, Robert;Dux, Peter
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제12권6호
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    • pp.657-668
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    • 2001
  • Fiber reinforced cementitious composites are nowadays widely applied in civil engineering. The postcracking performance of this material depends on the interaction between a steel fiber, which is obliquely across a crack, and its surrounding matrix. While the partly debonded steel fiber is subjected to pulling out from the matrix and simultaneously subjected to transverse force, it may be modelled as a Bernoulli-Euler beam partly supported on an elastic foundation with non-linearly varying modulus. The fiber bridging the crack may be cut into two parts to simplify the problem (Leung and Li 1992). To obtain the transverse displacement at the cut end of the fiber (Fig. 1), it is convenient to directly solve the corresponding differential equation. At the first glance, it is a classical beam on foundation problem. However, the differential equation is not analytically solvable due to the non-linear distribution of the foundation stiffness. Moreover, since the second order deformation effect is included, the boundary conditions become complex and hence conventional numerical tools such as the spline or difference methods may not be sufficient. In this study, moment equilibrium is the basis for formulation of the fundamental differential equation for the beam (Timoshenko 1956). For the cantilever part of the beam, direct integration is performed. For the non-linearly supported part, a transformation is carried out to reduce the higher order differential equation into one order simultaneous equations. The Runge-Kutta technique is employed for the solution within the boundary domain. Finally, multi-dimensional optimization approaches are carefully tested and applied to find the boundary values that are of interest. The numerical solution procedure is demonstrated to be stable and convergent.

타이어 접지문제의 유한요소 응력해석 (Finite Element Analysis of the Tire Contact Problem)

  • 한영훈;김용희;허훈;곽윤근
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.820-830
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    • 1989
  • 본 논문에서는 타이어의 각 부분의 물성치 계산을 위한 식을 유한요소법에 적용할 수 있도록 제안하였다. 이 식은 강철 코드의 굽힙효과를 고려 하였으며, 특히 각 요소에서 전단변형이 일어나는 동안의 굽힘효과를 고려하였다. 유한요소 공식화는 가상일의 원리에 의하여 평형 방정식으로부터 유도하였고, Updated refer- ence coordinate에 대해 증분해석을 적용하여 Updated Lagrangian공식화를 하였다. 그리고 차량하중에 의하여 타이어가 노면에 접지될때의 응력상태를 게산할 수 있도록 접촉문제 공식화를 유한요소 공식화에 첨가 하였다.

Assessment of seismic stability of finite slope in c-ϕ soils - a plasticity approach

  • Shibsankar, Nandi;G., Santhoshkumar ;Priyanka, Ghosh
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제31권5호
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    • pp.439-452
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    • 2022
  • A forecast of slope behavior during catastrophic events, such as earthquakes is crucial to recognize the risk of slope failure. This paper endeavors to eliminate the significant supposition of predefined slip surfaces in the slope stability analysis, which questions the relevance of simple conventional methods under seismic conditions. To overcome such limitations, a methodology dependent on the slip line hypothesis, which permits an automatic generation of slip surfaces, is embraced to trace the extreme slope face under static and seismic conditions. The effect of earthquakes is considered using the pseudo-static approach. The current outcomes developed from a parametric study endorse a non-linear slope surface as the extreme profile, which is in accordance with the geomorphological aspect of slopes. The proposed methodology is compared with the finite element limit analysis to ensure credibility. Through the design charts obtained from the current investigation, the stability of slopes can be assessed under seismic conditions. It can be observed that the extreme slope profile demands a flat configuration to endure the condition of the limiting equilibrium at a higher level of seismicity. However, a concurrent enhancement in the shear strength of the slope medium suppresses this tendency by offering greater resistance to the seismic inertial forces induced in the medium. Unlike the traditional linear slopes, the extreme slope profiles mostly exhibit a steeper layout over a significant part of the slope height, thus ensuring a more optimized solution to the slope stability problem. Further, the susceptibility of the Longnan slope failure in the Huining-Wudu seismic belt is predicted using the current plasticity approach, which is found to be in close agreement with a case study reported in the literature. Finally, the concept of equivalent single or multi-tiered planar slopes is explored through an example problem, which exhibits the appropriateness of the proposed non-linear slope geometry under actual field conditions.

Topological Design Sensitivity on the Air Bearing Surface of Head Slider

  • Yoon, Sang-Joon;Kim, Min-Soo;Park, Dong-Hoon
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권8호
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    • pp.1102-1108
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    • 2002
  • In this study, a topological design sensitivity of the ai. bearing surface (ABS) is suggested by using an adjoint variable method. The discrete form of the generalized lubrication equation based on a control volume formulation is used as a compatible condition. A residual function of the slider is considered as an equality constraint function, which represents the slider in equilibrium. The slider thickness parameters at all grid cells are chosen as design variables since they are the topological parameters determining the ABS shape. Then, a complicated adjoint variable equation is formulated to directly handle the highly nonlinear and asymmetric coefficient matrix and vector in the discrete system equation of air-lubricated slider bearings. An alternating direction implicit (ADI) scheme is utilized for the numerical calculation. This is an efficient iterative solver to solve large-scale problem in special band storage. Then, a computer program is developed and applied to a slider model of a sophisticated shape. The simulation results of design sensitivity analysis (DSA) are directly compared with those of FDM at the randomly selected grid cells to show the effectiveness of the proposed approach. The overall distribution of DSA results are reported, clearly showing the region on the ABS where special attention should be given during the manufacturing process.

Mesh topological form design and geometrical configuration generation for cable-network antenna reflector structures

  • Liu, Wang;Li, Dong-Xu;Jiang, Jian-Ping
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제45권3호
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    • pp.411-422
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    • 2013
  • A well-designed mesh shape of the cable net is of essential significance to achieve high performance of cable-network antenna reflectors. This paper is concerned with the mesh design problem for such antenna reflector structure. Two new methods for creating the topological forms of the cable net are first presented. Among those, the cyclosymmetry method is useful to generate different polygon-faceted meshes, while the topological mapping method is suitable for acquiring triangle-faceted meshes with different mesh grid densities. Then, the desired spatial paraboloidal mesh geometrical configuration in the state of static equilibrium is formed by applying a simple mesh generation approach based on the force density method. The main contribution of this study is that a general technical guide for how to create the connectivities between the nodes and members in the cable net is provided from the topological point of view. With the new idea presented in this paper, multitudes of mesh configurations with different net patterns can be sought by a certain rule rather than by empiricism, which consequently gives a valuable technical reference for the mesh design of this type of cable-network structures in the engineering.

A numerical tool for thermo-mechanical analysis of multilayer stepped structures

  • Bagnoli, Paolo Emilio;Girardi, Maria;Padovani, Cristina;Pasquinelli, Giuseppe
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제48권6호
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    • pp.757-774
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    • 2013
  • An integrated simulation tool for multilayer stepped pyramidal structures is presented. The tool, based on a semi-analytical mathematical strategy, is able to calculate the temperature distributions and thermal stresses at the interfaces between the layers of such structures. The core of the thermal solver is the analytical simulator for power electronic devices, DJOSER, which has been supplemented with a mechanical solver based on the finite-element method. To this end, a new ele-ment is proposed whose geometry is defined by its mean surface and thickness, just as in a plate. The resulting mechanical model is fully three-dimensional, in the sense that the deformability in the direction orthogonal to the mean surface is taken into account. The dedicated finite element code developed for solving the equilibrium problem of structures made up of two or more superimposed plates subjected to thermal loads is applied to some two-layer samples made of silicon and copper. Comparisons performed with the results of standard finite element analyses using a large number of brick elements reveal the soundness of the strategy employed and the accuracy of the tool developed.

대테러전략의 게임이론적 분석 (Defending Multiple Terrorist Targets)

  • 이상훈
    • KDI Journal of Economic Policy
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    • 제35권3호
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    • pp.91-124
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    • 2013
  • 본 논문은 테러리스트와 복수의 테러 대상자 사이의 전략적 행동을 게임이론을 통해 분석한다. 기본모형은 테러리스트가 공격 여부와 그 대상을 선택하고 테러 대상자들은 각자 방어의 수위를 결정하는 게임으로서 테러의 발생확률이 내생적으로 결정되는 구조를 가지고 있다. 균형에서 테러 대상자들은 테러 공격을 서로에게 전가시키려 테러 방어에 과도한 투자를 하게 되며, 동일한 테러 대상자들도 서로 다른 수준의 방어 수위를 유지하게 된다. 균형의 결과는 테러 대상자들의 총합적 후생을 극대화하는 최적 선택에 비해 비효율적임을 보일 수 있는데, 이러한 문제는 원칙적으로 테러 대상자들이 상호 간에 위험을 분담하는 계약을 맺음으로써 해결할 수 있다. 하지만 그러한 계약들도 계약조건의 검증이 쉽지 않아 그 실효성에 제약이 있게 된다.

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Saccharomyces cerevisiae에 의한 Pb 생체흡착 (Pb Biosorption by Saccharomyces cerevisiae)

  • 안갑환;서근학
    • KSBB Journal
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    • 제11권2호
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    • pp.173-180
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    • 1996
  • S. CereVlSWe를 이용하여 Pb 이온의 흡착 능력을 조사하였다. 살아있는 S. CereVlSWe 및 멸균된 S. cereVlswe 보다 건조분쇄 된 S. cerevisiae가 Pb 흡착 능력이 가장 좋았다. 통일의 중금속 농도에서 중금 속 단위 흡착량은 미생물 농도가 높아짐에 감소하였다. 살아있는 S. cereVlsiae의 흡착 능력 순서는 Pb > >Cu> Cd = Co>Cr > Zn = Ni순이었다. 중금속 흡 착에서 0.1 M NaOH로 24시간 전처리하여 흡착량을 1.5배 증가시킬 수 있었다. 0.1 M HCl 및 0.1 M $H_2S_O4$ 로 Pb이온을 효과적으로 탈착시킬 수 있었다. Pb 이온의 흡착평형은 Freundlich 흡착등온식과 Langmuir 흡착등온식으로 설명할 수 있었다.

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