• 제목/요약/키워드: multi-layered domain

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반무한 다중 구조계의 비선형 유한요소 - 경계요소 해석 (Analysis of Multi-Layered Structural Systems Using Nonlinear Finite Elements-Boundary Elements)

  • 김문겸;장정범;이상도;황학주
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.58-64
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    • 1992
  • It is usual that underground structures are constructed within multi-layered medium. In this paper, an efficient numerical model ling of multi-layered structural systems is studied using coupled analysis of finite elements and boundary elements. The finite elements are applied to the area in which the material nonlinearity is dominated, and the boundary elements are applied to the far field area where the nonlinearity is relatively weak. In the boundary element model 1 ins of the multi-layered medium, fundamental solutions are restricted. Thus, methods which can utilize existing Kelvin and Melan solution are sought for the interior multi-layered domain problem and semi infinite domain problem. Interior domain problem which has piecewise homogeneous layers is analyzed using boundary elements with Kelvin solution; by discretizing each homogeneous subregion and applying compatibility and equilibrium conditions between interfaces. Semi-infinite domain problem is analyzed using boundary elements with Melan solution, by superposing unit stiffness matrices which are obtained for each layer by enemy method. Each methodology is verified by comparing its results which the results from the finite element analysis and it is concluded that coupled analysis using boundary elements and finite elements can be reasonable and efficient if the superposition technique is applied for the multi-layered semi-infinite domain problems.

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유한요소-경계요소 조합에 의한 지반-말뚝 상호작용계의 주파수 응답해석

  • 김민규;조석호;임윤목;김문겸
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.443-450
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    • 2000
  • In this study a numerical method for soil-pile interaction analysis buried in multi-layered half planes is presented in frequency domain using FE-BE coupling. The total soil-pile interaction system is divided into two parts so called far field and near field beam elements are used for modeling a pile and coupled with plain strain elements for soil modeling. Boundary element formulation using the multi-layered dynamic fundamental solution is adopted to the far field and coupled with near field modeled by finite elements. In order to verify the proposed soil-pile interaction analysis method the dynamic responses of a pile on multi-layered dynamic fundamental solution is adopted to the far field and coupled with near field modeled by finite elements. In order to verify the proposed soil-pile interaction analysis method the dynamic responses of a pile on multi-layered half-planes are performed and compared with experiment results. Through this developed method the dynamic response analysis of a pile buried in multi-layered half planes can be calculated effectively in frequency domain.

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다층 반무한 기본해를 이용한 경계요소해석 (Boundary Element Method for Multilayered Media Using Numerical Fundamental Solutions)

  • 김문겸;오금호;김민규;박준상
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1996년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.79-86
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    • 1996
  • A boundary element method which utilizes the fundamental solution in the half plane is developed to analyze the multi-layered elastic media. The objective of this study is to derive numerically the fundamental solutions and to apply those to the exterior multi-layered domain problems. To obtain numerical fundamental solutions of multi-layered structural system, the same number of solutions as that of layers in Fourier transform domain are employed. The numerical integration technique is used in order to inverse the Fourier transform solution to real domain. To verify the proposed boundary element method, two examples are treated: (1) a circular hole near the surface of a half plane; and (2) a circular cavity within one layer of four layered half plane.

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휴대폰 안테나와 사용자 머리와의 전자기 상호작용: 해부학적 머리와 다층구형 머리 결과비교 (Electromagnetic Interactions between Handset Antennas and Human Head: Anatomical Head vs. Multi-layered Spherical Head)

  • 김강욱
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2001년도 종합학술발표회 논문집 Vol.11 No.1
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    • pp.319-324
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    • 2001
  • An anatomical head and a multi-layered spherical head with a half-wave handset antenna have been analysed and compared using the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) and the Eigenfuntion Expansion Method (EEM), respectively. The analysis shows that results from a simple spherical head with a half-wave antenna can be used to predict the main antenna radiation patters as well as estimates of the peak SAR in a handset user's head. Various representative design data are presented using a six-layered spherical head with a half-wave antenna at 900 MHz

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다층 유전체에서 임의의 형상을 갖는 마이크로스트립 안테나의 해석 (Analysis of Arbitrarily-Shaped Microstrip Antenna in Multi-Layered)

  • 김상진;김영식;천창율
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 E
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    • pp.1821-1823
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    • 1998
  • In this paper, arbitrarily-shaped microstrip patch antenna in multi-layered is analyzed using spatial domain MoM. The triangular patch function is adopted here as the expansion function for planar arbitrarily-shaped microstrip. For example, an edge-fed rectangular patch antenna on a single-layered substrate is analyzed. The results show the agreement between the calculation and measurement.

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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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다층 기판위의 대칭 및 비대칭의 다중 결합선로에 대한 해석 (Analysis of Symmetric and Asymmetric Multiple Coupled Line on the Multi-layer Substrate)

  • 김윤석;김민수
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권3호
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    • pp.16-22
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    • 2013
  • n 개의 균일한 결합선로를 해석하기 위하여 2n-port 어드미턴스 매트릭스의 추출에 기초한 일반적인 특성화 절차가 제시된다. 본 논문에서는 비대칭 다중 결합선로를 해석하기 위하여 시간영역의 유한차분법을 사용하여 정규화 모드 파라미터 접근법의 적용을 제안한다. 주파수 의존적인 정규화 모드 파라미터는 2n-port 어드미턴스 매트릭스로부터 얻어지고, 이로부터 주파수 의존적인 전파상수와 유효 유전율 및 결합선로의 특성임피던스를 계산할 수 있다. 이 기법을 설명하기 위해 몇몇의 실질적인 다중 유전체상의 결합선로 구조들이 모의 실험되었으며, 특히 전도체가 유전체 사이에 내재된 형태의 선로가 해석되었다. 시간영역 유한 차분법을 활용한 결과는 Spectral Domain Method의 모의실험 결과와 비교하였고, 잘 일치함을 보였다. 시간영역의 특성화 절차에 기인한 유한차분법은 얇거나 두꺼운 혼성 구조 뿐 아니라 다층 PCB상의 다중의 전도체 결합 선로 설계를 위한 훌륭한 광대역 모의실험 도구가 됨을 볼 수 있다.

CORNER SINGULARITY AT THE MULTIPLE JUNCTION OF THE ELECTRIC TRANSMISSION

  • Choe, Hi-Jun;Park, Kyong-Yop;Sohn, Ayoung
    • 대한수학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.1311-1322
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    • 2005
  • We consider the several plane sector domains which are bonded together along common edges with vertex at the origin. Such domains appear in electric conducting problem with multi-layered heterogeneous media. Our aim is to give a structure theorem of the singularities of the electric field at the corner. Also, we provide a regularity theorem for the electric field.

다중계층 퍼셉트론 내 Sigmoid 활성함수의 구간 선형 근사와 양자화 근사와의 비교 (A piecewise affine approximation of sigmoid activation functions in multi-layered perceptrons and a comparison with a quantization scheme)

  • 윤병문;신요안
    • 전자공학회논문지C
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    • 제35C권2호
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    • pp.56-64
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    • 1998
  • Multi-layered perceptrons that are a nonlinear neural network model, have been widely used for various applications mainly thanks to good function approximation capability for nonlinear fuctions. However, for digital hardware implementation of the multi-layere perceptrons, the quantization scheme using "look-up tables (LUTs)" is commonly employed to handle nonlinear signmoid activation functions in the neworks, and thus requires large amount of storage to prevent unacceptable quantization errors. This paper is concerned with a new effective methodology for digital hardware implementation of multi-layered perceptrons, and proposes a "piecewise affine approximation" method in which input domain is divided into (small number of) sub-intervals and nonlinear sigmoid function is linearly approximated within each sub-interval. Using the proposed method, we develop an expression and an error backpropagation type learning algorithm for a multi-layered perceptron, and compare the performance with the quantization method through Monte Carlo simulations on XOR problems. Simulation results show that, in terms of learning convergece, the proposed method with a small number of sub-intervals significantly outperforms the quantization method with a very large storage requirement. We expect from these results that the proposed method can be utilized in digital system implementation to significantly reduce the storage requirement, quantization error, and learning time of the quantization method.quantization method.

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횡하중을 받는 지반-말뚝 상호작용계의 동적 주파수 응답해석 (Laterally Loaded Soil-Pile Interaction Analysis in Frequency Domain)

  • 김문겸;임윤묵;김민규;조석호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.437-448
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    • 2000
  • 본 연구에서는 외부의 동하중에 의한 다층 지반-말뚝 상호작용계의 해석을 위한 동적 유한요소-경계요소 조합 주파수 응답해석 알고리즘을 개발하였다. 전체 상호작용계를 내부영역과 외부영역으로 나누고, 내부영역에 보요소를 도입하여 말뚝을 모형화 하고 평면변형률 요소로 모형화된 지반과 조합하였다. 말뚝머리 절점에 집중질량을 이용하여 상부구조물을 고려하므로써 전체 지반-말뚝 상호작용계의 내부영역을 형상화하였다. 외부영역에 동적 기본해를 이용한 경계요소 해석을 도입하고 유한요소로 구성된 내부영역과 조합하므로써 반무한체에 대한 방사조건을 만족시키고 내부의 복잡한 기하학적 성질과 다양한 물성의 고려가 가능한 수치해석 기법을 개발하였다. 개발된 지반-말뚝-구조물계의 상호작용 해석법에 대한 타당성을 알아보기 위해 다층반무한 지반에 근입되어진 말뚝에 조화하중을 가하여 동적 응답해석을 실시하고 기존의 연구결과 및 실험값과 비교 검증하였다. 또한 상호작용계의 주요 인자들의 변화를 통한 다양한 해석을 수행하므로써 다층 반무한 지반에 근입되어진 말뚝의 동적 특성을 고찰하였다.

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