• Title, Summary, Keyword: 경계요소법

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Review and Analysis of Boundary Conditions for SPH Particles (SPH 입자의 경계조건 분석 및 해석)

  • Lee, Min-A;Tak, Moon-Ho;Park, Tae-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.756-759
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    • 2011
  • 일반적으로 컴퓨터를 이용한 수치 해석에는 격자 수치 해석 방법인 유한요소법 또는 유한차분법이 주로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법들은 해석하고자 하는 영역을 요소나 격자 등으로 분할해야 하기 때문에 복잡한 현상들을 다루는 데 어려움을 갖게 된다. 이를 극복하기 위해 개발된 방법이 무요소법(Meshfree Method)이며 본 논문에서는 다양한 무요소법들 중 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)가 고려되어진다. SPH는 라그랑지안 수치 근사 기법을 사용하는 입자법(Particle Method)으로 SPH를 정확하게 실행하기 위해서는 적절한 경계 처리법이 요구된다. 그러나 기존의 경계 처리법은 유체 입자의 침투현상 및 커널(Kernel) 끊김 현상이 발생하기 때문에 적합하지 않다. 따라서 지금까지 SPH의 경계 처리법을 향상시키기 위해 다양한 접근법들이 제안되었으며 본 논문에서는 이러한 접근법들 중 정반사(Specular Reflection), 재회복(Bounce-back), 재도입(Reintroduce) 방법 및 경계 반발력(Repulsive Force)과 가상 입자(Ghost Particle)의 적용이 분석되고 현상 접목을 통해 적절한 경계 처리법이 제안되어진다.

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Boundary Element Analysis: BEA (경계요소법)

  • 김관주
    • CDE review
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    • v.3 no.3
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    • pp.66-68
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    • 1997
  • 이 글에서는 경계요소법의 개요 및 특징과 경계요소법 관련 종합정보 (Web Site, 도서, 학술대회, 전문학술지, 응용분야, 관련 상용 소프트웨어) 등에 대하여 다루었다.

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Nonlinear B.E.M. Model Development using B-splines (B-spline을 이용한 비선형 경계요소법 모델 개발)

  • 전찬후;조용식;이혜진
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • pp.298-301
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    • 2002
  • 경계요소법은 Laplace 방정식을 지배방정식으로 하는 지하수 흐름이나 해안공학 문제의 해석에 있어 매우 정확한 해를 제공하는 수치 기법이다. 특히, 경계요소법은 유한차분법이나 유한요소법과 같은 다른 수치기법과 달리 계산시간이나 기억용량의 절감 등에서 매우 효율적이다. 또한, 임의의 형태를 갖는 지형에도 큰 문제없이 쉽게 적용할 수 있고 요소의 크기를 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다. (중략)

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Radiation Impedance and Directional characteristics of Piezoelectric Cylinder Transducer for Various Mechanical Boundary Conditions. (기계적 경계조건에 대한 원통형 압전 변환기의 방사임피던스 및 지향특성변화)

  • 윤종락
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.91-95
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    • 1992
  • 개영역(open boundary) 내의 변환기에 대한 음장 특성은 경계 조건이 좌표계와 정합되는 특수한 경우 헤름홀쯔 방정식풀이로 그렇지 않은 복잡한 형태의 음장에 대해서는 경계적분법이나 근사해법으로 얻어진다. 그러나 최근 이러한 문제들은 발달된 컴퓨터의 계산능력으로 유한요소법이나 경계요소법을 이용한 수치해법으로 해결되고 있다. 본 연구에서는 경계조건 변화에 따른 원통형 압전변환기의 방사임피던스 및 지향특성을 유한요소법 및 하이브리드형 무한요소법을 이용하여 구하고 기존의 해석적 결과와 비교하여 수중용 변환기 제작의 설계에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

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Three-dimensional analysis of the mufflers by BEM (경계요소법에 의한 소음기의 3차원 해석)

  • 윤제원;임정빈;권영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.19-24
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    • 1995
  • 단순한 형상의 소음기는 평면파이론에 의해 비교적 간단하게 음향성능을 해석적으로 구할 수 있다. 그러나 소음기의 형상이 복잡해지거나 해석하고자 하는 주파수의 범위가 평면파의 차단주파수 이상이 될 경우 소음기 내부의 음장이 평면파에서 벗어나게 되어 평면파 이론에 의한 해석은 실제와 상당한 오차가 발생하게 되므로 음장에 대한 3차원 해석이 필요하다. 이론적으로 3차원 문제를 해석할 수 있는 경우는 형상이 극히 단순한 경우에 국한되므로 유한요소법(FEM), 경계요소법(BEM)과 같은 수치해석적인 방법이 이용되고 있다. 경계요소법은 적분 커넬(kernel)의 특이성(singularity) 문제가 있지만 대상 영역의 경계면만을 이산화함으로써 모델링에 소요되는 시간과 노력을 절약할 수 있으므로 음향문제 해석에 있어서 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 3차원 경계요소법 프로그램을 개발하고 평면파이론에 의한 해석이 어려운 여러가지 형태의 소음기에 대한 음향성능을 예측하고 실험으로 검증하는것이다. 특히, 단일영역으로 해석이 불가능한 다공형 소음기에 영역분할법을 적용하여 계산하고 결과를 검토하였다.

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Two-dimensional Resistivity Modeling Using Boundary Elements Method (경계 요소법을 이용한 2차원 비저항 모델링)

  • 김형수
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.6 no.3
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    • pp.119-130
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    • 1996
  • The theory and numerical technique using boundary elements method (BEM) are given to solve 2-dimensional resistivity problems. Potential distributions from homogeneous resistivity model and layered model are calculated by using BEM for a point source of current injection. The potential distributions of BEM are compared with those of finite difference method (FDM) and finite elements method (FEM). Among the three numerical methods to solve 2-dimensional resistivity problem, it is proved that BEM is more efficient tool than FDM and FEM in consideration of computing storage and time as weU as the accuracy of solutions.

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Prediction of Radiated Sound Field by Using Boundary Element Method Based on the Pressure Measurements (음장측정치를 사용한 경계요소법에 의한 진동체 방사음장 예측)

  • 김봉기;김진연;이정권
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.12 no.2
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    • pp.28-36
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    • 1993
  • 임의의 형상을 갖는 진동체에 의한 방사 음장해석은 경계요소법에 의하여 이미 많은 해석이 시도되었다. 그러나, 진동체의 형상이 매우 복잡한 경우에는 겉표면의 요소수가 크게 증가할 뿐만 아니라 각 요소에서의 경계조건을 모두 알아내어야 하므로, 저주파에 국한된 해석일지라도 엄청난 시간과 노력이 필요하게 된다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 경계요소법을 사용하되, 복잡한 형상의 진동체를 둘러싸는 가상적인 표면을 매우 간단하게 설정한 후 그 표면상의 경계조건인 음압을 측정한다. 임의의 형상에 대한 파수 영역에서의 감쇠파의여파작업을 위하여 특이값 분리를 사용하였다. 특이값 분리에 의하여 음압분포를 측정위치에서 설정된 일반 좌표계에서의 고유모드로 분해한다. 각 고유모드의 원거리 음장의 기여도에 해당하는 각 특이벡터에 대한 특이값의 크기를 비교하여, 유한개의 고유모드만을 포함시킴으로써 원거리 음장을 예측한다. 몇 개의 예제를 통하여 해석적 방법의 기존의 경계요소법에 의한 결과를 본 연구 방법의 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.

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An Analysis of the Acoustic Field in a Closed Structure by a Centrifugal Fan (원심팬에 의한 닫힌 구조물 내부의 음향장 해석)

  • 전완호;이덕주
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.602-607
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    • 1997
  • 원심팬의 소음해석 기법은 Lighthill 방정식을 풀어야 하는 어려운 작업이기 때문에 아직 해석된 예가 드물다. 그래서 본 연구에서는 이미 개발한 움직이는 쌍극에 의한 소음 계산 기법을 이용해서 원심팬의 소음을 자유공간에서 계산한다. 닫힌 공간내의 음장은 경계요소법 혹은 유한요소법으로 많이 연구가 되어 왔다. 본 연구도 일반적으로 많이 사용되는 경계요소법을 이용한다. 이 세가지 방법은 원심팬에 의한 유동/음원 특성을 계산하고, 계산된 음원특성을 이용해서 경계요소법으로 전체 음향장을 계산하는 순서로 수행된다.

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The Analysis of P-, and SV-Wave Response in the Homogeneous Half-Space Having Alluvial Deposit Arbitrary Shape (임의 형상의 퇴적층을 갖는 균일 반무한 영역내에서 P파와 SV파 응답해석)

  • 권영록;손영호
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2001
  • P파와 SV파와 입사할 때 비균질 퇴적층에서의 지진응답을 유한요소법과 경계여소법을 조합하여 해석하였다. 유한요소법을 사용하여 불규칙한 기하형상과 비균질 재료 특성을 모델링하였고, 경계요소법을 사용하여 인위적인 경계로부터 불필요한 파의 반사를 없앨수 있게 반무한 영역을 모델링하였다. 경계요소의 기본해는 반무한 영역문제에서 반드시 고려해야하는 방사조건을 자동적으로 만족시킨다. 따라서 외부영역과 내부영역의 접촉면에서 표면력의 평행조건과 변위의 연속조건을 사용하여 P파와 SV파에 의한 지진응답을 해석하였다.

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Acoustic Field Prediction of Open Pipe by Using Coupled Boundary Element Method (연성경계요소법에 의한 개방된 관의 음장 해석)

  • 배정용;이정권
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.21-31
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    • 1993
  • 불규칙한 기하구조 및 기하학적 특이점들을 갖는 방사체에 의해 형성되는 음장을 예측하는 작업은 매우 어려운 일이다. 이러한 종류의 문제를 해결하기 위하여는 Seybert에 의해 제창된 내, 외부를 연성하여 해석하는 경계요소법에 의한 해석이 유용하다고 여겨지고 있다. 본 연구에서는 연성경계요소법을 재 구성하여 예제로서 얇은 벽면을 갖는 개방된 관에서 방사되는 음장을 선택한 후, 이 방법의 신뢰성, 적용성 및 오차에 대한 해석을 해?ㄴ다. 외부 방사 문제에 있어서의 비유일성문제는 소외 CHIEF 기법을 도입하여 해결하였다. 두 개의 마이크로폰을 사용하여 신호처리를 통한 실험 결과와 본 경계요소법에 의한 결과는 서로 잘 일치하였다. 한편 경계면에 몹시 가까운 지점에서의 음장을 예측할 때의 오차 해석을 수행한 결과, 예측 오차가 10% 이내에서 유지되려면 경계요소법의 가장 짧은 변의 길이가 예측점과 벽면 사이의 거리보다 최소한 10배 이상은 커야함을 알아내었다. 이 기법은 기하학적인 특이점을 포함하는 각종 음향 문제에 매우 유효 적절한 방법으로 생각된다.

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