• 제목/요약/키워드: Measured-Boundary-Condition Method

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Nonlinear boundary parameter identification of bridges based on temperature-induced strains

  • Wang, Zuo-Cai;Zha, Guo-Peng;Ren, Wei-Xin;Hu, Ke;Yang, Hao
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제68권5호
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    • pp.563-573
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    • 2018
  • Temperature-induced responses, such as strains and displacements, are related to the boundary conditions. Therefore, it is required to determine the boundary conditions to establish a reliable bridge model for temperature-induced responses analysis. Particularly, bridge bearings usually present nonlinear behavior with an increase in load, and the nonlinear boundary conditions cause significant effect on temperature-induced responses. In this paper, the bridge nonlinear boundary conditions were simulated as bilinear translational or rotational springs, and the boundary parameters of the bilinear springs were identified based on the measured temperature-induced responses. First of all, the temperature-induced responses of a simply support beam with nonlinear translational and rotational springs subjected to various temperature loads were analyzed. The simulated temperature-induced strains and displacements were assumed as measured data. To identify the nonlinear translational and rotational boundary parameters of the bridge, the objective function based on the temperature-induced responses is then created, and the nonlinear boundary parameters were further identified by using the nonlinear least squares optimization algorithm. Then, a beam structure with nonlinear translational and rotational springs was simulated as a numerical example, and the nonlinear boundary parameters were identified based on the proposed method. The numerical results show that the proposed method can effectively identify the parameters of the nonlinear boundary conditions. Finally, the boundary parameters of a real arch bridge were identified based on the measured strain data and the proposed method. Since the bearings of the real bridge do not perform nonlinear behavior, only the linear boundary parameters of the bridge model were identified. Based on the bridge model and the identified boundary conditions, the temperature-induced strains were recalculated to compare with the measured strain data. The recalculated temperature-induced strains are in a good agreement with the real measured data.

변위-변형율 변환행렬을 이용한 운전중 변형율 예측 및 응용 (Prediction of operational strains using displacement-strain transformation matrix and its application)

  • 서순우;김광준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1996년도 춘계학술대회논문집; 부산수산대학교, 10 May 1996
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    • pp.355-360
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    • 1996
  • When the operational strains of a structure can not be directly measured in order to predict the life of the structure due to the problem of the attachment, those must be obtained indirectly. Since the displacement and the strain are interrelated, the strain can be predicted from the measured displacement and displacement-strain transformation matrix. The transformation matrix is dependent on the boundary condition, unfortunately, and it is also difficult to know exactly that of the operational system. In this study, for the structure with arbitrary boundary condition under the operation, the approximate method is proposed in order to predict the operational strains using the transformation matrix obtained by using free boundary conditions. And the method is applied to predict the strains of leads of surface mount component under the vibration of the printed circuit board.

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전자계 결합특성 및 대류 경계조건을 적용한 수치 해석적 열전달 해석 (Numerical Heat Transfer Analysis applying Coupled Electromagnetic Characteristics and Convection Boundary Condition)

  • 김창기;김상훈;정상용
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.55-61
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    • 2009
  • 본 논문에서는 정열계 해석을 위해 유한요소법(F.E.M)을 이용한 열전달 해석 기법에 대하여 다루고 있다. 특히, 열전달의 주요 쟁점인 혼합 경계조건을 띄는 대류 경계조건을 자계 문제와 비교하여 갤러킨법(Galerkin Method)으로 정식화하였다. 그리고 해의 신뢰성을 확보하기 위해 자계 해석을 통해 열원이 되는 손실을 구한 후, 반복적 알고리즘을 통해 에너지 평형 방정식을 만족하는 열전달 계수를 산정하여 열전달 문제를 고려하는 자계-열계 결합 해석을 하였다. 마지막으로, 측정치와 비교하여 제안된 방법의 효용성을 증명하였다.

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폐쇄형 풍동 시험부 내의 비정상 흐름에 대한 Blockage 보정 기법 연구 (Blockage-Correction Method for Unsteady Flows in a Closed Test-Section Wind Tunnel)

  • 강승희;권오준;안승기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권12호
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    • pp.67-74
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    • 2006
  • 아음속풍동 폐쇄형 시험부내의 비정상 벽면효과 보정 연구의 일환으로 시험부 벽면압력을 사용하는 비정상 흐름에 대한 blockage 보정 기법을 개발하였다. 시험부 벽면압력은 프리에 급수로 전개하고, 전개된 각 계수를 벽면압력측정 방법을 사용하여 전 주기에 대해 일괄적으로 보정하는 준 정상상태 보정 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 방법을 검증하기 위해 수치적으로 계산된 폐쇄형 시험부내의 원형실린더 및 강제 진동하는 익형의 비정상 흐름에 적용하였다. 그 결과 본 연구에서 제시된 방법은 자유흐름 상태와 일치되는 blockage 보정 결과를 보임을 확인하였다.

내연기관 피스톤의 열부하 해석을 위한 경제조건 설정에 관한 연구 (A Study on Boundary Conditions of Piston Thermal Loading Analysis in Internal Combustion Engines)

  • 정동수;조용석;최헌오;이진형
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.528-533
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    • 1988
  • 본 연구에서는 피스톤의 온도분포 및 열변형을 유한요소법에 의해 분석할 경 우 입력 데이타로 주어질 경계조건은 Li가 사용한 열저항 회로법을 근거로 하여 여기 에 경험치를 부여하는 방법으로 초기 설정치를 구하고, 또 전해질 탱크 상사법에 의한 실험적인 방법으로 결과를 구하여서 두 결과를 비교 검토하고자 한다.

실내 전파 차분의 시간영역 유한차분법에 의한 계산 (Radio wave propagation simulations of indoor by finite difference time domain method)

  • 허문만;백낙준;박항구;윤현보
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권10호
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    • pp.60-67
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    • 1997
  • This paper presents a 3-D finite difference time domain (FDTD) method used for indoor propagation simulations where the electromagnetic wav eis uniformly excited on th eone of the wall in a building and affected by an indoor obstacles. In cases of simulation and measurement, the frequency of 851 MHz is used. The conductivities of walls, floor, ceiling and indoor obstacles are measured and used for simulations. These simulations are carried out using different boundary condition such as mur's absorbing boundary condition (ABC) and perfectly matched layer (PML) technique. The PML technique is found to be well-suited to this analysis because of it's smaller computational domain than mur's ABC. The measured signal strengths are compared to simulated values with good agreement.

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토양증기추출복원 시스템에서 중첩이론을 고려한 무한 경계조건 실행 (Implementation of Infinite Boundary Condition Considering Superposed Theory on SVE Remediation System)

  • 박정준
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.9-16
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    • 2007
  • 토양증기추출공법(SVE)은 불포화 지반상태에서 휘발성 유기화합물(VOCs)과 유류오염 물질을 제거하는데 효과적이고 경제적인 공법중의 하나이다. 본 연구에서는 기존 연약지반의 지반개량시 사용된 연직배수재(PVDs)를 토양증기추출시스템에 적용하여 짧은 공기배출거리로 최대한 신속하게 오염물질을 제거할 수 있게 하여 투기계수가 낮은 지반에서 오염된 토양을 효과적으로 복원할 수 있는 토양증기추출공법을 적용하는데 목적이 있다. 연직배수재를 이용한 토양증기추출시스템 적용시 실제 현장에서 나타나는 무한 경계 조건을 만족하기 위해서 실내에서 파일럿 규모의 오염복원 모형실험을 결과로 유한경계조건 시스템에서 이미지웰 중첩이론을 이용하여 압력분포를 가정하였다. 즉, 압력강하가 없는 일정수두 경계조건 상태와 토조의 상 하부와 같이 흐름이 없는 불투수경계조건 상태를 유지하기 위해서 이미지웰 중첩이론을 도입하여 경계조건을 수립하였다. 결과, 공기흐름률이 증가할수록 흐름비율도 증가하였다. 따라서 높은 흐름률에 대한 흐름비율도 더 커지게 되는 것이고, 최적화과정동안 공기흐름률은 측정 압력수두와 이미지웰 중첩이론으로부터 구해진 이론 압력수두의 오차율에 미치는 가장 중요한 인자로 판단된다.

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폐쇄형 풍동 시험부내의 항공기 실속 흐름에 대한 Blockage 보정 기법 연구 (Blockage Correction Method for Separated Flows over an Aircraft in a Closed Test-Section Wind Tunnel)

  • 강승희;권오준;안승기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.42-49
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    • 2005
  • 아음속풍동 폐쇄형 시험부의 벽면효과 보정을 위한 새로운 blockage 보정 기법을 개발하였다. 개발된 보정 기법은 실속항력계수와 separation blockage의 비선형 관계를 이용하여 선형 양력곡선 기울기 영역에서 후실속 영역까지 실시간으로 보정이 가능하게 하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 bluff body 시험 결과를 사용하는 고전적 방법과 벽면압력측정 방법과 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 그 결과 본 연구에서 제시한 보정 방법은 실속 및 후실속 영역에서 bluff body 방법보다 우수한 보정 결과를 보이며 벽면압력측정 방법과 같은 정확도로 보정됨을 확인할 수 있었다.

컴퓨터 하드디스크 드라이브에 사용되는 저널과 스러스트가 연성된 유체 동압 베어링의 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis of a Coupled Hydrodynamic Journal and Thrust Bearing in a Computer Hard Disk Drive)

  • 김학운;이상훈;장건희
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.87-95
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    • 2005
  • This paper proposes a method to calculate the characteristics of a coupled hydrodynamic journal and thrust bearing of a HDD spindle motor. The governing equations for the journal and thrust bearings are the two dimensional Reynolds equations in $\theta z$ and $ r\theta$ planes, respectively. Finite element method is appropriately applied to analyze the coupled journal and thrust bearing by satisfying the continuity of mass and pressure at the interface between the journal and thrust bearings. The pressure in a coupled bearing is calculated by applying the Reynolds boundary condition and compared with that by using the Half-Sommerfeld boundary condition. The static characteristics are obtained by integrating the pressure along the fluid film. The flying height of spindle motor is measured to verify the proposed analytical result. This research shows that the proposed method can describe HDB in a HDD system more accurately and realistically than the separate analysis of a journal or thrust bearing.

컴퓨터 하드디스크 드라이브에 사용되는 저널과 스러스트가 연성된 유체 동압 베어링의 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis of a Coupled Hydrodynamic Journal and Thrust Bearing in a Computer Hard Disk Drive)

  • 김학운;이상훈;장건희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.846-852
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    • 2004
  • This paper proposes a method to calculate the characteristics of a coupled hydrodynamic journal and thrust bearing of a HDD spindle motor. The governing equations for the journal and thrust bearings are the two dimensional Reynolds equations in ${\theta}z$ and $r\theta$ planes, respectively. Finite element method is appropriately applied to analyze the coupled journal and thrust bearing by satisfying the continuity of mass and pressure at the interface between the journal and thrust bearings. The pressure in a coupled bearing is calculated by applying the Reynolds boundary condition and compared with that by using the Half-Sommerfeld boundary condition. The static characteristics are obtained by integrating the pressure along the fluid film. The flying height of spindle motor is measured to verify the proposed analytical result. This research shows that the proposed method can describe HDB in a HDD system more accurately and realistically than the separate analysis of a journal or thrust bearing.

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