• 제목/요약/키워드: Governing the Body

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고차경계요소법을 이용한 2차원 비선형 방사문제의 수치해석 (Numerical Analysis of Two-Dimensional Nonlinear Radiation Problem Using Higher-Order Boundary Element Method)

  • 성홍근;최항순
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.67-81
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    • 2000
  • 본 연구에서는 2차원 비선형 방사문제에 대한 정확하고 효과적인 수치기법을 개발하였다. 물체운동에 의해서 생성되는 비선형파계는 이상유체라는 가정에 의하여 기술되고, 라프라스 방정식은 고차경계요소법과 GMRES(Generalized Minimal RESidual) 알고리즘을 이용하여 신속하고 효율적인 풀이가 가능하도록 하였다. 자유표면과 물체면의 교차점에서 발생하는 교차선문제는 불연속 요소를 이용하여 원활하게 해결하였다. 자유표면의 비선형운동을 기술하기 위해서 음해적 사다리꼴 법칙(implicit trapezoidal rule)을 사용하여 시적분하였다. 물체에 의해서 발생한 비선형파가 수직 하류면에서 반사하는 것을 줄이기 위하여 하류면에 수치감쇠항을 도입하였다. 수치계산 결과로부터 본 시적분법 및 수치방사조건이 비선형 방사문제에 매우 적합함을 확인하였다. 시적분 과정에서 자유표면의 격자점들을 재배치함으로써 수치해법의 효율성을 배가하였으며, 교차점근처의 유동 또한 정확하게 기술하였다. 가속도 포텐셜(acceleration potential) 기법을 이용하여 정확하고 안정하게 비선형 방사력을 구하였다. 본 수치계산결과는 다른 수치계산 및 실험결과와 비교하여 볼 때, 좋은 일치를 보인다.

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강체-유체 충격문제에 대한 Lagrangian 유한요소 해석 (Lagrangian Finite Element Analysis of Water Impact Problem)

  • 윤범상
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.60-68
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    • 1991
  • 비압축성 유체유동에 대한 Navier-Stokes 방정식과 충돌 접촉면 조건으로 특징지어지는 강체-유체 충돌문제를 Lagrangian 유한요소법에 의해 해석하였으며, 계산의 편의상, 속도장을 점성및 중력항과 압력항으로 나누어 수행하는 소위 fractional step method를 도입하였다. 유체영역은 4절점의 4각형 요소로 분할하였으며, 충분히 작은 시간간격의 도입을 전제로 하여 explicit time marching법으로 수치해석하였다. 매 시간 step의 초기에 우선 운동량-충격량 법칙으로 강체의 수면충돌후 속도를 구했으며, 그 속도로 표현되는 충돌 접촉면의 경계조건과 완전한 형태의 자유표면조건 그리고 운동방정식 및 연속 방정식을 모두 만족하는 속도장을 구하였다. 본 논문에서 제시하는 수치해석법에 의하면, 유체충격문제에 있어 매우 중요하다고 알려져 있는 tip splash를 포함하는 자유표면의 형상을 쉽게 추적해 갈 수 있다. Lagrangian 유한요소법의 적용의 타당성을 확인하기 위하여 대칭형 2차원 쐐기 모양의 강체가 수면충돌하는 경우를 예로하여 시간의 경과에 따른 충격수압의 분포 및 충격외력 등을 추정한 결과, 본 방법의 적용의 유효성과 아울러 몇가지 유용한 결론을 유도할 수 있었다.

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Assessment of deformations and internal forces in the suspension bridge under eccentric live loads: Analytical algorithm

  • Zhang, Wenming;Lu, Xiaofan;Chang, Jiaqi;Tian, Genmin;Xia, Lianfeng
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제80권6호
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    • pp.749-765
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    • 2021
  • Suspension bridges bear large eccentric live loads in rush hours when most vehicles travel in one direction on the left or right side of the bridge. With the increasing number and weight of vehicles and the girder widening, the eccentric live load effect on the bridge behavior, including bending and distortion of the main girder, gets more pronounced, even jeopardizing bridge safety. This study proposes an analytical algorithm based on multi-catenary theory for predicting the suspension bridge responses to eccentric live load via the nonlinear generalized reduced gradient method. A set of governing equations is derived to solve the following unknown values: the girder rigid-body displacement in the longitudinal direction; the horizontal projection lengths of main cable's segments; the parameters of catenary equations and horizontal forces of the side span cable segments and the leftmost segments of middle span cables; the suspender tensions and the bearing reactions. Then girder's responses, including rigid-body displacement in the longitudinal direction, deflections, and torsion angles; suspenders' responses, including the suspender tensions and the hanging point displacements; main cables' responses, including the horizontal forces of each segment; and the longitudinal displacement of the pylons' tower top under eccentric load can be calculated. The response of an exemplar suspension bridge with three spans of 168, 548, and 168 m is calculated by the proposed analytical method and the finite element method in two eccentric live load cases, and their results prove the former's feasibility. The nonuniform distribution of the live load in the lateral direction is shown to impose a greater threat to suspension bridge safety than that in the longitudinal direction, while some other specific features revealed by the proposed method are discussed in detail.

경기론(經氣論)에 근거(根據)한 사상체질(四象體質) 형성(形成)에 관한 문헌적(文獻的) 고찰(考察) (A Literature Study on the Construction of Sasang Constitutional Medicine on the basis of Channel-qi theory)

  • 김성철
    • 사상체질의학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.38-57
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    • 2003
  • Objective: The purpose of this study is to discourse upon that the construction of Sasang Constitutional Medicine has a significant property of Oriental Medicine by explaining the disparity of the viscera and bowels of four constitutions through the special quality of ying-qi and wei-qi circulating in human body on the basis of the channel-qi theory of ${\ulcorner}Huangdi$ $Neijing{\lrcorner}$ Conclusion: 1. Primordial-qi is the congenital essence inherited from the parents and pectoral-qi, ying-qi and wei-qi is the acquired essence derived from the food and air that human eat and breathe. 2. Ying-qi and wei-qi circulates in the meridian system by the strength and pushing of pectoral-qi under the influence of primordial-qi 3. Ying-qi, by the pushing function of pectoral-qi, determines large lung-small liver and small lung-large liver according to the innate quantity of qi and blood. 4. Wei-qi, by the pushing function of pectoral-qi, determines large spleen-small kidney and small spleen-large kidney according to the innate quantity of qi and blood. 5. The heart in the theory of the meridian system's fetus-nourishing and Sasang Constitutional Medicine is involved in the formation of viscera and bowels as governing human body and seven emotions. 6. It is considered that Taiyang person and Taiyin person have the constitution influenced by ying-qi. 7. It is considered that Shaoyang person and Shaoyin person have the constitution influenced by wei-qi. The inquiry into several literatures on the basis of the channel-qi theory of ${\ulcorner}Huangdi$ $Neijing{\lrcorner}$ leads us to the idea that the construction of Sasang Constitotional Medicine is another well-implied representation of the property of the meridian doctrine in the existing Oriental Medicine. And it is considered that the more continual studies of literatures and Sasang Constitutional Medicine Acupuncture are necessary henceforth.

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Response of anisotropic porous layered media with uncertain soil parameters to shear body-and Love-waves

  • Sadouki, Amina;Harichane, Zamila;Elachachi, Sidi Mohammed;Erken, Ayfer
    • Earthquakes and Structures
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    • 제14권4호
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    • pp.313-322
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    • 2018
  • The present study is dedicated to investigate the SH body-as well as Love-waves propagation effects in porous media with uncertain porosity and permeability. A unified formulation of the governing equations for one-dimensional (1-D) wave propagation in anisotropic porous layered media is presented deterministically. The uncertainties around the above two cited parameters are taken into account by random fields with the help of Monte Carlo Simulations (MCS). Random samples of the porosity and the permeability are generated according to the normal and lognormal distribution functions, respectively, with a mean value and a coefficient of variation for each one of the two parameters. After performing several thousands of samples, the mathematical expectation (mean) of the solution of the wave propagation equations in terms of amplification functions for SH waves and in terms of dispersion equation for Love-waves are obtained. The limits of the Love wave velocity in a porous soil layer overlaying a homogeneous half-space are obtained where it is found that random variations of porosity change the zeros of the wave equation. Also, the increase of uncertainties in the porosity (high coefficient of variation) decreases the mean amplification function amplitudes and shifts the fundamental frequencies. However, no effects are observed on both Love wave dispersion and amplification function for random variations of permeability. Lastly, the present approach is applied to a case study in the Adapazari town basin so that to estimate ground motion accelerations lacked in the fast-growing during the main shock of the damaging 1999 Kocaeli earthquake.

유연관-해저주행차량 연성 동적거동 해석 (Coupled Dynamic Analyses of Underwater Tracked Vehicle and Long Flexible Pipe)

  • 홍섭;김형우
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제13권3호
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    • pp.237-245
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    • 2008
  • 우리는 해저 연약지반 주행차량과 주행차량의 상부에 결합되어 있는 유연관의 연성거동 동력학 해석 기법을 개발하였다. 연약지반 주행차량은 1개의 강체로 모델링되었으며, 질량집중매개변수 기법을 이용한 이산화기법을 적용하여 유연관을 모델링하였다. 강체 무한궤도 주행차량의 운동방정식과 유연관의 3차원 비선형 지배방정식을 결합시켰으며, 4개의 오일러 매개변수를 이용하여 주행차량과 유연관의 자세를 표현하였다. 주행차량과 유연관의 비선형 연성거동 동력학 방정식의 해를 구하기 위해, 증분-반복법을 이용하였다. 시간영역 수치적분을 위해 $Newmark-\beta$기법을 이용하였다. 증분-반복법을 적용하여 연성 운동방정식에 대한 자코비안 행렬을 유도하였다. 동적거동 동력학 해석 기법을 통해 유연관의 동적거동과 연약지반 위를 주행하는 무한궤도 차량의 동적거동 사이의 상호작용을 시간영역에서의 관찰하였다.

주조유동의 정확도 개선을 위한 수치기법 연구 (Numerical Method for Improving the Accuracy of Molten Metal Flow)

  • 최영심;홍준호;황호영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권3호
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    • pp.253-258
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    • 2012
  • 주조 유동 해석 분야에서 형상 고정 격자계(body-fitted coordinate; BFC)의 적용은 양질의 해석결과를 얻을 수 있음에도 불구하고 격자 생성의 어려움과 효율성으로 인해 많이 사용되지 않고 있다. 반면에 직교 격자계(Cartesian coordinate)는 상대적으로 격자 생성이 쉽고 빠르기 때문에 주조 공정에서 주로 사용되어 왔으나 이 역시 형상을 제대로 표현하지 못함으로써 발생하는 문제들로 인해 올바른 해석 결과를 얻을 수가 없다. 본 연구에서는 PCT(Partial Cell Treatment)를 기반으로 하는 Cut Cell 방법을 직교 격자계에 적용함으로써 이 격자계의 장점은 유지하면서도 정확한 유동 해석 결과를 얻을 수 있었다. Cut Cell 방법으로 간단한 형상의 테스트와 실제 주조 제품에 대한 적용을 해보았다.

유비쿼터스 센서 네트워크에 기반한 엔터테인먼트용 수중 로봇의 구현 (Implementation of Underwater Entertainment Robots Based on Ubiquitous Sensor Networks)

  • 신대정;나승유;김진영;송민규
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제16A권4호
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    • pp.255-262
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    • 2009
  • 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)에 기반한 엔터테인먼트용 자율 돌고래 로봇의 구현에 관하여 소개한다. 일반적으로 수중에서 동작하는 생체모방 로봇에 유비쿼터스 센서 네트워크와 GPS를 적용하는 것은 불가능한 일이다. 본 논문에서 제안된 엔터테인먼트용 돌고래 로봇은 수중이 아닌 수면에서 동작하므로, 사용자와의 상호작용을 중요시하며 제안된 수중 로봇의 네비게이션은 GPS정보와 배치된 USN 모트로부터 얻어진 미세한 위치 정보로부터 수행된다. 본 논문에서는 제안된 돌고래 로봇의 기계적인 구조, 센서와 엑추에이터, 마이크로컨트롤러 보드와 수영 방법, 사용자와의 상호작용의 특징을 기술한다. 엔터테인먼트 돌고래 로봇은 유저에 의한 접촉 센서의 감지 신호를 입력받아 입을 움직이거나, 꼬리를 치고, 물을 뿜어내는 등의 전형적인 응답을 보인다. 로봇의 자율성을 위하여 경로 설정, 장애물 감지 및 회피 등과 같은 로봇의 움직임뿐 아니라 인간과 로봇의 상호작용에 관련된 기능들을 마이크로컨트롤러가 제어한다. 돌고래 로봇의 위치 정보는 배치된 USN 모트의 알려진 위치 정보로부터 주기적으로 교정된다.

Heavy Metal Risk Management: Case Analysis

  • Kim, Ji-Ae;Lee, Seung-Ha;Choi, Seung-Hyun;Jung, Ki-Kyung;Park, Mi-Sun;Jeong, Ji-Yoon;Hwang, Myung-Sil;Yoon, Hae-Jung;Choi, Dal-Woong
    • Toxicological Research
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    • 제28권3호
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    • pp.143-149
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    • 2012
  • To prepare measures for practical policy utilization and the control of heavy metals, hazard control related institutions by country, present states of control by country, and present states of control by heavy metals were examined. Hazard control cases by heavy metals in various countries were compared and analyzed. In certain countries (e.g., the U.S., the U.K., and Japan), hazardous substances found in foods (e.g., arsenic, lead, cadmium, and mercury) are controlled. In addition, the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) recommends calculating the provisional tolerable weekly intake (PTWI) of individual heavy metals instead of the acceptable daily intake (ADI) to compare their pollution levels considering their toxicity accumulated in the human body. In Korea, exposure assessments have been conducted, and in other countries, hazardous substances are controlled by various governing bodies. As such, in Korea and other countries, diverse food heavy metal monitoring and human body exposure assessments are conducted, and reducing measures are prepared accordingly. To reduce the danger of hazardous substances, many countries provide leaflets and guidelines, develop hazardous heavy metal intake recommendations, and take necessary actions. Hazard control case analyses can assist in securing consumer safety by establishing systematic and reliable hazard control methods.

원판형 심장판 주위의 혈액 흐름에 대한 수직 해석 (A Numerical Study on the Blood Flow through a Disc Type Heart Valve)

  • 박영필;이신재
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.89-102
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    • 1981
  • The recirculating flows which occur in the prosthetic heart valve have been known to cause several diseases in the human body. And the recent studies show that the shear stress at the wall of the artery is also very important factor in the formation of thrombus. And many studies knave been devoted in obtaining more information about the blood flow through the prosthetic heart valve. In this Paper, the steady axisymmetric flow through the Disc-Type Heart Valve is studied by using the numerical method. The geometry of the Disc-Type Heart Valve is simplified, and the flow is assumed to be steady axisymmetric flow. The vorticity transport equation derived from the Wavier-Stoke's equation is used as the governing equation, and the explicit finite difference method is used to obtain the steady state solution. The results for several Reynolds numbers show that the recirculating flow becomes large as the Remolds number increases. Furthermore, it can be shown that the magnitudes of the vorticity and the stresses are also increased with the Reynolds number, but there is only a little change in their configurations of distribution and in their positions of maximum values.

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