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2009-12-09 [RE] 반무한지반의 개념?

작성자 : kim2kie

(2022-09-30)

조회수 : 1201

좋은 질문에 감사 드립니다.
무한(infinite)과 유한(finite)의 개념 차이는 끝이 있고 없고 이며, 무한(infinite)과 반무한(semi-infinite)의 차이는 전체 무한공간을 반으로 나누어서 반쪽만 무한인 경우를 말합니다. 예를 들어, x축만을 가지고 볼 때, 무한인 경우는 양수와 음수 모두를 뜻하고(수학적으로 나타내면, (-infinite,+infinite)), 반무한인 경우는 양수 또는 음수만을 뜻할 수 있습니다(수학적인 예로 나타내면 (-infinite,0] 또는 [0,+infinite)).

주로 공학적으로 사용하는 경우는 유한요소로 너무 넓은 영역(즉, 거의 반무한 영역으로 가정할 수 있는 영역)을 모델링해야하는 경우(이런 경우는 동적 해석에서 많이 발생함), 주된 관심영역을 세밀하게 모델링한 후, 관심이 적은 영역을 특별한 경계조건을 사용하여(즉, 가상경계) 넓은 영역을 근사적으로 나타냅니다.

527페이지 그림은 개념만을 나타낸 것입니다. 왼쪽과 오른쪽 모두 유한요소와 전단경계를 사용하였습니다. 이 그림은 y축만을 가지고 생각할 수 있습니다. 즉, 지표면을 y축의 시작점으로 반무한 지반은 y축의 음수만을 뜻할 수 있습니다(즉, 수학적인 예로 나타내면 (-infinite,0]).

아쉽게도 전달경계에 대해 이론적으로 자세히는 잘 모릅니다. 다만 강체암반 위에 놓인 균일지반에 대해 수평방향으로 전파하는 파에 대해 해석적인 해가 존재하므로, 이를 (해석해가 존재하지 않는) 실제지반에 대해 수치적으로 근사하는 것으로 알고 있습니다.


================== 원본글 내용 ==================

 

 

 

지반구조물 상호해석 쪽을 읽어보다 전달경계에 대한 궁금한 사항이 있습니다. 전달경계를 사용하는 이유가 반무한 지반의 영향을 고려하기 위해 사용한 방법인데, 여기서 반무한 지반 (half-space)의 용어의 개념을 알고 싶습니다. 책 527page를 보면 근역지반은 유한요소로 원역지반은 전달경계로 반만 해석을 하였는데 반만 해석을 하고 대칭조건을 이용하는 건가요? 반만 해석을 했기 때문에 반무한 지반 인가요? 왜 무한지반이 아니고 반무한지반인지 궁금합니다. 그리고 수평방향으로 전파하는 표면파를 반해석적(semi-analytical) 방법으로 고려한다고 책에 나와있는데 반해석적이라는 게 무슨 뜻인지 간단하게 설명 부탁드립니다.