• 제목/요약/키워드: analytical series solution

검색결과 142건 처리시간 0.02초

등방성 직사각형의 3변 고정 1변 자유 얇은 탄성판에 대한 기존 해석해의 분석 (Analysis of the Existing Analytical Solutions for Isotropic Rectangular Thin Elastic Plates with Three Edges Clamped and the Other Free)

  • 서승남
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제26권1A호
    • /
    • pp.117-132
    • /
    • 2006
  • 3변 고정 1변 자유 직사각형 얇은 판에 대한 기존 해석해를 무차원식으로 유도하고 특성을 분석하였다. Timoshenko와 Woinowsky-Krieger의 방법(1959)은 변장비가 1보다 작은 경우에만 제한적으로 해가 존재하여 처짐 특성에 대한 실용적인 해가 되지 않음을 밝혔다. 굴정(堀井)와 본(本)의 방법(1968)에 수치안정을 위한 항을 추가하여 최대 150개 항까지 구성된 급수해를 구하였고 이로부터 계산한 휨 모멘트의 수렴을 분석하였다. 수정 굴정(堀井)와 본(本)의 방법은 모든 변장비에 대한 처짐 특성을 구할 수 있으나 고정단과 자유단이 접하는 교차점에서의 모멘트 계산은 자유단 경계조건을 만족하지 않으며 그 원인을 분석하였다.

흐름과 진행파에 의한 해저지반 내 잔류간극수압의 해석해 (An Analytical Solution of Flow and Progressive Wave-Induced Residual Pore Water Pressure in Seabed)

  • 이광호;김동욱;강기천;김도삼;김태형
    • 한국지반공학회논문집
    • /
    • 제31권7호
    • /
    • pp.13-28
    • /
    • 2015
  • 본 연구에서는 잔류간극수압의 추정에 관한 기존의 해석해에서 지적된 오류를 수정한 Lee et al.(2015a)의 연구결과를 진행파와 흐름의 공존장으로 확장한다. 이 때, 흐름이 없는 경우를 대상으로 한 Lee et al.(2015a)의 이론결과에 흐름에 의한 입사파의 주기와 파장의 변화를 고려하여야 한다. 검증에서는 Laplace 변환법으로부터 무한 두께의 경우에 대해서만 해를 제시한 Jeng and Seymour(2007)의 해석해와 Fourier 급수전개법에 의한 본 해석해의 두 결과를 비교하여 각각 상이한 형태를 갖는 두 해석해의 결과가 완전히 동일하다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 유한, 무한 및 얕은 두께의 해저지반에 대한 각 해석해에 흐름속도의 크기와 방향, 지반두께 및 입사파 주기 등을 변화시켜 잔류간극수두의 변화특성을 면밀히 분석 검토하였다. 제시되는 각 해석해에서 지반두께의 변화에 의해 유한 두께의 토층에서 얕은 두께로의 점근적인 접근은 가능하지만, 무한 두께로의 접근은 불가능하며, 유한 두께와 무한 두께의 사이에는 동일한 토층 두께에 대해서도 서로의 결과가 일치하지 않는 경우가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

진행파동장하 해저지반내 잔류간극수압의 해석해 (An Analytical Solution of Progressive Wave-Induced Residual Pore-Water Pressure in Seabed)

  • 이광호;김동욱;김도삼;김태형;김규한;류흥원
    • 한국해안·해양공학회논문집
    • /
    • 제27권3호
    • /
    • pp.159-167
    • /
    • 2015
  • 본 연구에서는 잔류간극수압의 추정에 관한 기존의 해석해에서 지적된 오류를 수정한 새로운 해석해를 제시한다. Fourier급수전개법과 변수분리법으로 산정된 해석해의 타당성은 기존의 해석해, 수치해석해 및 실험결과와 비교 검토로부터 검증된다. 무한 (깊은)두께의 본 해석해는 기존의 해석해보다는 수치적분 등이 수행될 필요가 없는 보다 간단한 식이다. 유한두께에 관한 해석해에 지반두께를 매우 작게 한 경우 극한의 얕은 두께로 점근적인 접근은 가능하지만, 지반두께를 매우 크게 한 경우 극한의 무한두께로 접근은 불가능하며, 유한두께와 무한두께의 사이에는 불연속적인 영역이 존재한다.

전기철도에서 급전선로의 line impedance 계산에 관한 연구 (A study on the Line impedance calculation method in electrified railway system)

  • 이춘배;이종우
    • 한국철도학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
    • /
    • pp.1308-1312
    • /
    • 2004
  • Transmission line impedance calculation has been tried for obtaining exact value. The method proposed by Carson contains indefinite complex integral. Although the Carson solution is proposed with power series, the solution is limited and valid at special range of frequency. In this paper, we proposed a simplified Carson solution by analytical method using ground transmission line return current. This method calculate the transmission line impedance easily.

  • PDF

Modified Carson's Method를 이용한 전차선로의 Impedance 계산 (Impedance Calculation for Electric Railway System using modified Carson's Method)

  • 이춘배;김왕곤;이종우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
    • /
    • pp.1403-1405
    • /
    • 2004
  • The method proposed by Carson contains indefinite complex integral which simulates earth return current. Although the Carson solution is proposed with power series, the solution is limited and valid at special range of frequency. We proposed a simplified Carson solution by modelling earth current path analytical method using ground transmission line return current. In this paper, we studied on trying to find the equivalent distance for earth current return path.

  • PDF

Analytical solutions to piezoelectric bimorphs based on improved FSDT beam model

  • Zhou, Yan-Guo;Chen, Yun-Min;Ding, Hao-Jiang
    • Smart Structures and Systems
    • /
    • 제1권3호
    • /
    • pp.309-324
    • /
    • 2005
  • This paper presents an efficient and accurate coupled beam model for piezoelectric bimorphs based on improved first-order shear deformation theory (FSDT). The model combines the equivalent single layer approach for the mechanical displacements and a layerwise modeling for the electric potential. General electric field function is proposed to reasonably approximate the through-the-thickness distribution of the applied and induced electric potentials. Layerwise defined shear correction factor (k) accounting for nonlinear shear strain distribution is introduced into both the shear stress resultant and the electric displacement integration. Analytical solutions for free vibrations and forced response under electromechanical loads are obtained for the simply supported piezoelectric bimorphs with series or parallel arrangement, and the numerical results for various length-to-thickness ratios are compared with the exact two-dimensional piezoelasticity solution. Excellent predictions with low error estimates of local and global responses as well as the modal frequencies are observed.

Analytical solutions for sandwich plates considering permeation effect by 3-D elasticity theory

  • Huo, Ruili;Liu, Weiqing;Wu, Peng;Zhou, Ding
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제25권2호
    • /
    • pp.127-139
    • /
    • 2017
  • In this paper, an exact analytical solution for simply supported sandwich plate which considers the permeation effect of adhesives is presented. The permeation layer is described as functionally graded material (FGM), the elastic modulus of which is assumed to be graded along the thickness following the exponential law. Based on the exact three-dimensional (3-D) elasticity theory, the solution of stresses and displacements for each layer is derived. By means of the recursive matrix method, the solution can be efficiently obtained for plates with many layers. The present solution obtained can be used as a benchmark to access other simplified solutions. The comparison study indicates that the finite element (FE) solution is close to the present one when the FGM layer in the FE model is divided into a series of homogeneous layers. However, the present method is more efficient than the FE method, with which the mesh division and computation are time-consuming. Moreover, the solution based on Kirchhoff-Love plate theory is greatly different from the present solution for thick plates. The influence of the thickness of the permeation layer on the stress and displacement fields of the sandwich plate is discussed in detail. It is indicated that the permeation layer can effectively relieve the discontinuity stress at the interface.

축 대칭 지형에서의 처오름 높이 (Run-up Height around Axis-symmetric Topographies)

  • 정태화;류용욱
    • 한국콘텐츠학회논문지
    • /
    • 제15권6호
    • /
    • pp.539-546
    • /
    • 2015
  • 본 연구에서는 수심이 해안선에서 0이 되며 임의로 변하는 축 대칭 지형의 주변을 통과하는 파를 해석하기 위하여 타원형 완경사 방정식을 이용한 수치모델을 개발하였다. 수치해석을 위해 전체 영역을 세 부분으로 구분하였는데, 안쪽 및 바깥쪽 영역에서는 기존 해석해를 활용하였으며, 가운데 영역에서는 지배방정식에서 유한요소기법을 적용하였다. 영역 1에서의 해석해는 변수분리법 및 Frobenius 급수를 사용하였다. 개발된 수치해는 기존에 존재하는 해석해와 비교하여 타당성을 검증하였으며 다양한 경우에 적용하여 활용성을 검토하였다.

HAMILTONIAN OF A SECOND ORDER TWO-LAYER EARTH MODEL

  • Selim, H.H.
    • 천문학회지
    • /
    • 제40권2호
    • /
    • pp.49-60
    • /
    • 2007
  • This paper deals with the theory for rotational motion of a two-layer Earth model (an inelastic mantle and liquid core) including the dissipation in the mantle-core boundary(CMB) along with tidal effects produced by Moon and Sun. An analytical solution being derived using Hori's perturbation technique at a second order Hamiltonian. Numerical nutation series will be deduced from the theory.

An analytical solution for static analysis of a simply supported moderately thick sandwich piezoelectric plate

  • Wu, Lanhe;Jiang, Zhiqing;Feng, Wenjie
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제17권5호
    • /
    • pp.641-654
    • /
    • 2004
  • This paper presents a theoretic model of a smart structure, a transversely isotropic piezoelectric thick square plate constructed with three laminas, piezoelectric-elastic-piezoelectric layer, by adopting the first order shear deformation plate theory and piezoelectric theory. This model assumes that the transverse displacements through thickness are linear, and the in-plane displacements in the mid-plane of the plate are not taken to be account. By using Fourier's series expansion, an exact Navier typed analytical solution for deflection and electric potential of the simply supported smart plate is obtained. The electric boundary conditions are being grounded along four vertical edges. The external voltage and non-external voltage applied on the surfaces of piezoelectric layers are all considered. The convergence of the present approach is carefully studied. Comparison studies are also made for verifying the accuracy and the applicability of the present method. Then some new results of the electric potentials and displacements are provided. Numerical results show that the electrostatic voltage is approximately linear in the thickness direction, while parabolic in the plate in-plane directions, for both the deflection and the electric voltage. These results are very useful for distributed sensing and finite element verification.