• 제목/요약/키워드: Layered heterogeneity

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Influence of microstructure, heterogeneity and internal friction on SH waves propagation in a viscoelastic layer overlying a couple stress substrate

  • Sharma, Vikas;Kumar, Satish
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제57권4호
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    • pp.703-716
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    • 2016
  • In this paper, we have investigated shear horizontal wave propagation in a layered structure, consisting of granular macromorphic rock (Dionysos Marble) substrate underlying a viscoelastic layer of finite thickness. SH waves characteristics are affected by the material properties of both substrate and the coating. The effects of microstructural parameter "characteristic length" of the substrate, along with heterogeneity, internal friction and thickness of viscoelastic layer are studied on the dispersion curves. Dispersion equation for SH wave is derived. Real and damping phase velocities of SH waves are studied against dimensionless wave number, for different combinations of various parameters involved in the problem.

해수 침투에 대한 층상 불균질성 및 지하수 양수 방식의 영향 삼차원 수치 모의 (Three-Dimensional Numerical Simulation of Impacts of Layered Heterogeneity and Groundwater Pumping Schemes on Seawater Intrusion)

  • 박화석;김중휘;염병우;김준모
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권4호
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    • pp.8-21
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    • 2008
  • 지질 매체의 층상 불균질성과 지하수 양수 방식이 해안 대수층 내에서의 지하수 유동과 염분 이동에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 해수 침투에 대한 층상 불균질성의 영향을 평가하기 위하여 하부 사토층(대수층)과 상부 점토층(준대수층)으로 구성된 층상 불균질 해안 대수층과 이에 상응하는 등가의 물질로 구성된 균질 해안 대수층을 수치 모델링하였다. 또한 해수 침투에 대한 지하수 양수 방식의 영향을 평가하기 위하여 전체 수치 모델링 기간 동안에 동일한 양의 지하수를 양수하는 연속적인 지하수 양수 방식과 두 개의 주기적인 지하수 양수 방식을 상기한 두 해안 대수층에 적용하였다. 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수 방식이 층상 대수층의 하부 사토층뿐만 아니라 상부 점토층에서의 지하수 유동과 염분 이동에 보다 중대한 악영향을 끼치며, 주기적인 지하수 양수 시에 양수 강도가 클수록 지하수 염수화가 공간적 및 시간적으로 더욱 심화됨을 보여준다. 이는 해수 침투에 의한 지하수 염수화를 최소화하기 위해서는 지속적인 지하수 양수 방식이 보다 더 적합할 수 있음을 의미한다. 또한 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수시에 상부 점토층에서의 지하수 염수화 양상이 하부 사토층에서의 그것에 비해 매우 다르게 발생함을 보여준다. 이러한 두 지층 사이의 지하수 염수화 양상의 차이는 층상 해안 대수층의 층상 불균질성에 기인하는 것으로 해석된다.

투수계수의 공간적 변동성을 고려한 층상지반에 대한 확률론적 침투해석 (Probabilistic Seepage Analysis Considering the Spatial Variability of Permeability for Layered Soil)

  • 조성은
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권12호
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    • pp.65-76
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    • 2012
  • 본 연구에서는 수리구조물이 설치된 2층으로 이루어진 포화 기초지반에서의 구속흐름(confined flow)에 대하여 확률론적 침투해석을 수행하였다. 투수계수는 지반의 층상구조에 따라 명확한 변동성을 보일 뿐 아니라 각각의 층 내에서도 공간적인 변동성을 보인다. 따라서 기존의 결정론적 침투해석기법을 층상지반에서의 투수계수의 불확실성과 공간적 변동성을 고려할 수 있도록 확률론적 해석으로 확장하였다. 각 층에 지정된 입력 확률분포함수와 자기상관함수(autocorrelation function)를 따르는 2차원의 랜덤필드를 생성하기 위하여 Karhunen-Lo$\grave{e}$ve 전개법을 사용하였다. 제안된 절차의 적용성을 검토하고 수리구조물 하부의 2층 지반을 통한 흐름에 공간적 불균질성이 미치는 영향을 연구하기 위해 생성된 랜덤필드를 이용하여 Monte Carlo 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과는 층상지반에서의 침투거동 평가에서 지반의 층상구조와 지층내에서의 투수계수의 공간적 변동성에 의한 지반에서의 다양한 침투패턴을 확률론적 해석기법을 통하여 효율적으로 고려할 수 있음을 보여주었다.

다중 레이어 기반 제품 지식 모델 (MULTI-LAYERED PRODUCT KNOWLEDGE MODEL)

  • 이재현;서효원
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.65-70
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    • 2005
  • This paper introduces an approach to multi-layered product knowledge model for collaborative engineering environment. The participants in collaborative engineering want to share and reason product knowledge through internet without any heterogeneity and ambiguity. However the previous knowledge models are limited in providing those aspects. In this paper, the collaborative engineering domain is analyzed and then the product knowledge is organized into four levels such as product context model, product specific model, product design model and product manufacturing model. The four levels are represented by first-order logic in layered fashion. The concepts and the instances of a formal ontology are used for recursive representation of the four levels. The instances of the concepts of an upper level like product context model are considered as the concepts of an adjacent lower level like product specific model, and this mechanism is applied to the other levels. These logic representations are integrated with the schema and the instances of a relational database. OWL representation of the four levels is defined through the integration of the logic representation and OWL primitives. The four product knowledge models have their major representation according to the characteristics of each model. This approach enables engineer to share product knowledge through internet without any ambiguity and utilize it as basis for additional reasoning.

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얼음벽 형성에 대한 지하수 흐름의 영향 (Effect of Groundwater Flow on Ice-wall Integrity)

  • 신호성;김진욱;이장근
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권11호
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    • pp.43-55
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    • 2018
  • 인공동결공법은 일시적으로 지반의 강성을 높이고 투수계수를 낮추는 지반개량공법으로 지반에 적용가능하다. 하지만, 지하수 흐름과 지반의 불균질성은 동결구근 형성을 불확실하게 하여 공법에 대한 신뢰성을 저해한다. 동결지반 대한 열-수리 유한요소 해석 프로그램을 이용하여, 인공동결공법에서 지하수 흐름속도와 지반의 층상 비균질이 얼음벽 형성을 미치는 영향을 분석하였다. 지하수의 흐름은 원형의 동결구근을 원형에서 타원형을 변형시키며 얼음벽의 완성 소요시간을 증가시킨다. 기존의 이론식은 인접 동결구근의 열적 상호작용을 무시하여, 얼음벽의 완결시간과 한계유속을 과대 평가하였다. 수치해석 결과를 바탕으로 수정식을 제시하였으며 무차원 얼음벽 완결시간에 대한 제안식을 검증하였다. 층상의 비균질 지반에서 투수계수가 큰 지층의 두께와 상대적인 투수계수비는 얼음벽 완결시간과 한계 유속에 중요한 인자인 것으로 나타났다.

추계학적 방법을 이용한 성층화된 흙에서 유효 비포화투수계수의 유도 (Derivation of the Effective Hydraulic Conductivity in Stratified Layered Soil Using Stochastic Approach)

  • 윤성용
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.699-708
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    • 1997
  • 3차원 추계학적 방법을 사용하여 성층화된 흙에서 유효 비포화투수계수를 유도하였다. 성층화된 흙의 상관길이는 차이가 있기 때문에 추계학식이 단순화되면서 유효 비포화투수계수에 대한 일반식을 해석적으로 유도할 수 있게 된다. 또한 평균흐름이 특정한 범위(습윤전선, 젖음과정, 마름과정)에서 유효한 단순화된 점근식을 유도하였다. 예증으로 이론적인 결과를 가상 점토에 적용하였다. 그 결과 유효 비포화투수계수는 거시적인 이력현상을 나타냄을 알 수 있었다. 거시적인 이력현상이란 미시적인 미력현상이라기 보다는 오히려 흙의 공간적인 변동으로 인하여 발생하는 것이다. 또한 유효 비포와투수계수는 흙의 비균질성을 무시한 경우보다 비균질성을 고려한 경우에서 크게 나타났다.

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Scattering of torsional surface waves in a three layered model structure

  • Gupta, Shishir;Pati, Prasenjit;Mandi, Anand;Kundu, Santimoy
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제68권4호
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    • pp.443-457
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    • 2018
  • In this article, a comparative study has been made to investigate the scattering behaviour of three layered structure model on torsional surface wave. For such model intermediate layer is taken as fiber reinforced composite, resting over a dry sandy Gibson substratum and underlying by different anelastic media. We consider two distinct mediums for topmost layer. In the first case, topmost layer has been taken as fluid saturated homogeneous porous layer, while in the second case the fluid saturated porous layer has been replaced by a transversely isotropic layer. Simple form expression for the secular equation of torsional surface wave has been worked out in both the cases by executing specific boundary conditions, which comprises Whittaker's function and its derivative, for imminent result that have been elaborated asymptotically. Some special cases have been constituted which are in excellent compliance with recorded literatures. For the sake of comparative study, numerical estimation and graphical illustration have been accomplished to identify the effects of the width ratio of the layers, Biot's gravity parameter, sandy parameter, porosity parameter and other heterogeneity parameters corresponding to the layers and half spaces, horizontal compressive and tensile initial stress on the phase velocity of torsional surface wave.

불포화 층상 해안 대수층 내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 유한 요소 모델링

  • 정병주;김준모
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.342-346
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    • 2002
  • 불포화 층상 해안 대수층 내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 연구를 위해 하나의 지하수 유동-용질 이동 연동 수치 모델이 제시되었다. 이 수치 모델은 밀도 의존적 지하수 유동 지배 방정식, 염분 이동 지배 방정식 및 농도와 밀도의 관계식, 그리고 유한 요소법에 기초하여 개발되었다. 서로 다른 두가지 성질의 불포화 대수층이 고려되었다. 하나는 사질토층 위에 점토층이 존재하는 층상 대수층이고, 다른 하나는 사질토층과 점토층이 혼합된 두가지 물질로 구성된 균질화된 대수층이다. 수치모델의 결과는 층상 불균질성 (layered heterogeneity)가 해안 대수층 내에서의 밀도의존적 지하수 유동과 염분 이동에 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다. 그러한 층상 불균질성의 효과는 사질토층과 점토층과의 현저한 수리학적 및 수리역학적 성질의 차이에 기인한다 따라서 실제 해안 대수층 내에서 관찰되는 점토층을 적절히 고려하는 것이 보다 합리적고 타당한 해안 대수층내에서의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동 해석을 가능하게 할 것이다.

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Development and application of inverse model for reservoir heterogeneity characterization using parallel genetic algorithm

  • Kwon Sun-Il;Huh Dae-Gee;Lee Won-Suk;Kim Hyun-Tae;Kim Se-Joon;Sung Won-Mo
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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    • pp.719-722
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    • 2003
  • This paper presents the development of reservoir characterization model equipped with parallelized genetic algorithm, and its application for a heterogeneous reservoir system with integration of the well data and multi-phase production data. A parallel processing method performed by PC-cluster was applied to the developed model in order to reduce time for an inverse calculation. By utilizing the developed model, we performed the inverse calculation with the production data obtained from three layered reservoir system to estimate porosity and permeability distribution. As a result, the pressures observed at well almost identical to those calculated by the developed model. Also, it was confirmed that parallel processing could be applied for reservoir characterization study efficiently.

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Numerical modelling of contaminant transport using FEM and meshfree method

  • Satavalekar, Rupali S.;Sawant, Vishwas A.
    • Advances in environmental research
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    • 제3권2호
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    • pp.117-129
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    • 2014
  • Groundwater contamination is seeking a lot of attention due to constant degradation of water by landfills and waste lagoons. In many cases heterogeneous soil system is encountered and hence, a finite element model is developed to solve the advection-dispersion equation for layered soil system as FEM is a robust tool for modelling problems of heterogeneity and complex geometries. Recently developed Meshfree methods have advantage of eliminating the mesh and construct approximate solutions and are observed that they perform effectively as compared to conventional FEM. In the present study, both FEM and Meshfree method are used to simulate phenomenon of contaminant transport in one dimension. The results obtained are agreeing with the values in literature and hence the model is further used for predicting the transport of contaminants. Parametric study is done by changing the dispersion coefficient, average velocity, geochemical reactions, height of leachate and height of liner for obtaining suitability.