• Title, Summary, Keyword: 비선형

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Improved Distribution of Seismic Forces for Evaluation of Nonlinear Seismic Response of Building Structures (건축구조물의 비선형 지진응답 평가를 위한 개선된 지진하중 분배방법)

  • 이동근;최원호;안지희
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.33-47
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    • 2001
  • 성능에 기초한 내진설계에서는 구조물이 보유하고 있는 능력을 효과적으로 파악하기 위해서 비선형 정적 해석이 적용되고 있다. 그러나 비선형 정적해석은 고차모드에 대한 효과를 고려하지 못함으로써 고층구조물이나 비정형 구조물과 같은 경우에는 정확한 비선형 지진응답의 산정과 내진성능을 평가하는데 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 건축구조물의 선형 및 비선형 지진응답 평가를 위하여 응답 스펙트럼해석을 통하여 얻어지는 층전단력으로부터 층하중을 산정하는 유사동적해석법이 적용되었다. 제안된 방법을 비선형 정적 해석에 적용하여 구조물의 비선형 자동응답을 비선형 시간이력해석의 결과와 비교하였다. 기존의 층분포하중에 의한 비선형 지진응답과 비교하였으며, 제안된 방법에 의한 지진 응답이 구조물의 비선형 거동특성을 가장 정확하게 표현하였다. 그러므로 본 연구에서 제안된 방법을 사용하여 비선형 정적 해석을 수행한다면 비교적 명확한 건축물의 비선형 거동특성과 내진성능을 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

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A New Third-Order Nonlinear Optical Process (새로운 3차 비선형 광학 과정)

  • 김민수;윤춘섭
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • pp.144-145
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    • 2000
  • 비선형 감수율은, 비선형 광학 현상을 기술하는 중요한 특성값으로서, 비선형 광학 연구가 시작된 이래 지속적으로 많은 관심을 받아 왔다. 그러나 연구의 주된 범위가 2차 비선형 감수율 $\chi$$^{(2)}$ 와 그 응용에 집중되어 왔으며, 고차 비선형 감수율이 큰 물질의 부족으로 인해, 고차 비선형 광학 효과를 얻기 위하여 직접적인 고차 과정을 이용하기 보다 그림 1(a)와 같이 2차 비선형 광학 효과의 연속적인 과정을 통해 구현하는 방법이 선호되어, 비선형 감수율의 일반적인 특성에 대해서는 충분한 이해가 이루어지지 못하였다. (중략)

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Nonlinear Effects of a Soft Soil Layer on the Horizontal Seismic Responses of Buildings (건물의 수평방향 내진거동에 미치는 연약지반의 비선형 영향)

  • 김용석
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.23-31
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    • 2001
  • 지반 위에 세워진 구조물의 지진응답해석시 지반-구조물 상호작용 영향은 지반으 선형특성을 고려하여 간주되었는데 최근 연구결과에 의하면 구조물 지진해석에서 연약지반의 비선형 특성이 중요한 요소로서 인식되었다. 하지만 지반-구조물계의 복잡한 비선형 특성 때문에 내진설계 기준에서 비선형 지반특성을 고려하기에는 아직도 어려움이 많다. 이 논문에서는 UBC 지반종류 $S_{D}$ 지반 위에 놓인 중규모의 얕은 온통기초와 묻힌 온통기초위에 세워진 건물에 대한 단자유도계 선형 지진해석을 연약지반의 비선형성을 고려하여 최대가속도가 0.17g 과 0.36g 인 Taft E-W 및 El Centro N-S 지진기록을 사용하여 수행하였다. 비선형 지진해석을 결과를 선형해석 결과와 비교하였을 때, 비선형 응답스펙트럼의 최대가속도가 지반의 비선형성 때문에 상당히 줄어드는 것으로 나타나 지반의 비선형성을 고려한 더효율적인 내진설계의 가능성을 보여준다.

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정규모드 동역학을 활용한 비선형 진동

  • 박철희
    • Journal of KSNVE
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    • v.7 no.1
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    • pp.6-12
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    • 1997
  • 물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

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Effects of Nonlinear Soil Characteristics on the Dynamic Stiffnesses of a Foundation- Soil system Excited with the horizontal Motion (지반의 비선형 특성이 수평방향 운동을 받는 기초지반 체계의 동적강성에 미치는 영향)

  • 김용석
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.3
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    • pp.55-65
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    • 2000
  • 구조물 지진해석을 위한 구조물 -지반 상호작용 해석에서도 비선형 지반 특성을 고려한 비선형해석이 요구되고 있어 구조물 비선형 지진 해석을 위해 기초 지반에 대한 수평방향 비선형 해석을 수행하였다. 기초지반은 UBC 분류에서 규정한 보통지반인 Sn 지반과 연약지반인 SE 지반을 고려하였고, 지반의 비선형 특성은 Ramberg-Osgood 모델을 이용하였다. 비선형 지반이 기초지반 수평 및 회전 동적 강성 및 감쇠비에 미치는 영향을 조사하기 위하여 얕은 기초와 묻힌기초에 대해 기초 크기, 지반깊이 및 말뚝유무에 따른 동적 강성 및 감쇠비 변화를 조사하였는데, 지반의 비선형 특성이 기초지반의 선형 수평 및 회전 강성과 감쇠비를 크게 감소 또는 증가시키는 것으로 나타났으며, 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무의 영향도 큰 것으로 나타나 구조물 지진해석시 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무와 함께 지반의 비선형성도 고려하는 것이 필요한 것으로 판단되었다.

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주파수 선택성 채널에서 QAM 신호의 수신을 위한 비선형 등화기

  • 류재호;이용환
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • pp.597-600
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    • 2001
  • 본 논문에서는 비선형 왜곡이 있는 환경에서 QAM 신호의 수신 성능을 개선시키기 위한 비선형 왜곡 제거 알고리즘을 제안한다. 비선형 왜곡의 효과를 줄이기 위하여 MMSE-DFE 수신기의 역방향 필터에 비선형 탭을 포함시키고 등화기 출력에서 추가적인 처리를 통해 남아 있는 잔여 비선형 왜곡을 제거한다. 비선형 왜곡이 있는 환경에서 MMSE-DFE 수신기와 제안된 수신기의 성능을 분석하고 전산 모의 실험을 통해 검증한다. MMSE-DFE 수신기와 비교한 제안된 수신기의 SNR 이득은 QAM 신호의 신호점 수가 커지고 비선형 왜곡이 커질수록 증가한다.

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Nonlinear guided-wave properties in planar waveguides with two nonlinear bounding thin films (비선형 박막으로 둘러싸인 평면 광도파로에서의 비선형 도파광 특성)

  • 정종술;송석호;이일항
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.7 no.2
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    • pp.136-141
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    • 1996
  • We present a novel description of TE nonlinear guided waves in planar waveguides with two nonlinear bounding thin films. The nonlinear dispersion relations of the nonlinear waveguides are obtained by adopting the nonlinear transfer matrix. The optical properties obtained from these equations include: the power dependence of mode indices, the transition of the field maximum location, and the power distribution. The planar waveguide with self-focusing nonlinear layers shows the optical bistability of power-dependent mode indices, and the critical powers for the optical bistability increase with decreasing thickness of the nonlinear layers. The power distributions display the optical bistabilities, similar to those of nonlinear Fabry-Perot etalon.

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Maximizing Eigenfrequency of Geometrical Nonlinear Structure using Topology Optimization (위상최적화를 이용한 기하 비선형 구조물의 고유진동수 최적화)

  • Yoon, Gil-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.89-92
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    • 2009
  • 본 논문에서는 비선형구조물의 위상최적화를 위하여 개발된 요소 연결 매개법 (Element Connectivity Parameterization Method)을 이용하여 기하비선형 구조물의 고유진동수(Eigenfrequency)를 최적화하는 연구를 소개한다. 기존의 밀도를 기반으로 한 위상최적화기법은 비선형 구조물의 위상최적화를 수행할 때 약한 탄성계수를 가지는 요소가 대변형을 일으켜 전체 강성행렬(Tangent Stiffness Matrix)이 양정정성(Positive definiteness)를 잃어버리는 문제점이 있어서 위상최적화를 수행하기 어렵다. 이 문제점을 해결하기 위하여 최근에 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)이 개발되었다. 이 요소 연결 매개법은 요소의 강성을 설계하는 것이 아니라 요소의 연결성을 설계하는 기법으로 이를 이용하여 비선형 구조물의 위상최적화를 효과적으로 수행할 수 있다. 이 연구에서는 요소 연결 매개법을 동적인 문제에 적용하기 위한 연구를 수행하며 이를 이용하여 비선형 구조물의 고유진동수를 최적화 하는 위상최적화 문제에 적용하였다. 비선형 수치 예제를 통하여 기하 비선형 구조물의 고유진동수를 최대화를 통하여 기하 비선형 구조물의 강성최대화 문제와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

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Inelastic Nonlinear Analysis of Plane Truss Structures Using Arc-Length Method (호장법을 이용한 평면 트러스 구조의 비탄성 비선형 해석)

  • Kim, Kwang-Joong;Baek, Ki-Youl;Lee, Jae-Hong
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.8 no.1
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    • pp.41-48
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    • 2008
  • Spatial structure is an appropriate shape that resists external force only with in-plane forte by reducing the influence of bending moment, and it maximizes the effectiveness of structure system. the spatial structure should be analyzed by nonlinear analysis regardless static and dynamic analysis because it accompanys large deflection for member. To analyze the spatial structure geometrical and material nonlinearity should be considered in the analysis. In this paper, a geometrically nonlinear finite element model for plane truss structures is developed, and material nonlinearity is also included in the analysis. Arc-length method is used to solve the nonlinear finite element model. It is found that the present analysis predicts accurate nonlinear behavior of plane truss.

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Unscented Particle Filter for Time Domain Identification of Nonlinear Structural Dynamic Systems (Unscented Particle filter를 이용한 시간영역 비선형 구조계 규명기법)

  • 구기영;윤정방
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • pp.213-220
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    • 2002
  • 본 연구에서는 최근에 개발된 Unscented Particle Filter (UPF)를 사용한 비선형 동적 구조계의 구조계수 규명기법이 연구되었다. 일반적인 비선형 구조계수 추정 문제의 일반 해는 존재하지 않으나, 그에 대한 대안으로써 선형 근사 기법인 extended Kalman filter (EKF)가 비선형 동적 구조계수의 추정에 주로 사용되어왔다. 그러나, EKF는 구간 선형(piecewise linear) 가정으로 인해 biased estimator이고 비선형성이 상대적으로 높을 때 오차가 큰 추정치를 주는 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해서 UPF가 개발되었고, 이 기법은 particle filter의 일종으로써 Unscented Kalman filter (UKF)를 사용하여 importance proposal distribution을 생성한다. 수치실험이 SDOF와 MDOF에 대하여 3가지 경우에 대해서 수행되었다. 비선형 SDOF의 수치 실험으로부터 잡음이 가해진 상태에서 UKF가 EKF에 비해 초기 공분산 행렬의 가정에 대해 정확하고 강인한 추정결과를 보여줌을 보였다 최하층의 column에 비선형 거동이 발생하는 5층 전단 빌딩모형의 수치실험으로부터 UKF가 복잡한 구조물의 구조계수 추정능력이 있음을 보여주었다. 여러 가지 수치실험은 UPF가 EKF보다 비선형 동적 구조계수 추정에 있어서 더 나은 방법임을 보여 주었다.

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