2005-11-19 [RE] 시간영역 자유장해석
작성자 : kim2kie
(2022-09-28)
조회수 : 1607
주파수영역에서의
자유장해석과 관련된 1차원 파동전파이론은
구조동역학(김두기,2005) 6.2.2절(자유장해석)을 참조하면
될 것 같습니다.
시간영역과 주파수영역해석의 기본적인 차이점은
구조동역학(김두기,2005) 3.4.4절(진동수영역방법)을 참조하면
될 것 같습니다.
자유장해석에서 시간영역과 주파수영역해석의 차이점은 다음 것들을 들 수 있겠군요.
1. 감쇠(주파수영역:등가감쇠, 시간영역:이력감쇠 또는 비례감쇠)
2. 상태(주파수영역:정상상태, 시간영역:천이상태)
3. 하중(반사파를 흡수할 수 있는 감쇠장치와 입력하중 산정)
지반진동의 분산특성(dispersive wave)는 주파수 성분별로 전파속도가 다르기 때문입니다. 이로 인해 주된 주파수성분의 이동도 발생할 수 있겠지요. 이러한 특성은 파동수로 고려가 되고, 파동수는 반무한 지반의 고유한 특성이기도 합니다.
질문한 바와 같이 시간영역와 주파수영역에서 발생하였다면, 이것은 아마도,
1. 반무한 경계를 고려하였는가?
2. 천이상태와 정상상태의 차이점을 충분이 반영하였는가?
의 차이점일 것입니다.
참고로 이론적으로 선형해석과 정상상태를 가정한다면, 시간영역과 주파수영역해석은 동일한 해석결과를 나타내야 합니다(구조동역학 3.4.4절 예제B참조).
자유장해석을 시간영역과 주파수영역에서 제대로 고려해서 비교하는 것은 의미가 있는 연구과제일 것으로 생각되는군요.
================== 원본글 내용 ==================
자유장 해석의 접근에 대해서 질문 드립니다.
아래의 게시판에 주파수 영역 해석의 Pro-Shake 등의 내용이 올라와 있습니다만 시간영역 해석과 연관지어 몇가지 여쭙겠습니다.
주파수 영역의 해석에서는 1차원에서의 입사파와 반사파를 고려하여 등가선형해석을 하고 있으므로,
수평변위만을 고려한 전단파의 전달 문제로 풀고 있습니다.
따라서 , 파동방정식을 풀어서 입사파(상승)와 반사파(하강)가 고려된 주파수의존 변위를 구하며, 전단응력등을 계산하게 됩니다.
그런데 이를, 시간영역에서 풀고자 하여,
유한요소법등을 이용하여 운동방정식을 이용하여 풀어 나가면 파의 반사 이외에 어떤 점이 다르게 되는 것인지요?
또한 전단변형률의 결과비교와 시간영역에서의 감쇠의 적용은 어떻게 생각하면 좋을까요?
만약 운동방정식 만을 이용한다면, 기반암(Bed Rock)의 정의 즉, 원래의 파를 입력하는 방법에는 어떤 방법들이 있겠는지요?
실제 현상에서, 지중파와 지표면의 지진파의 관계를 보면, 주파수 성분의 이동(predominant frequency shift)을 발견 할 수 있는데요,
주파수영역 해석에서는 거의 동일한 파(특히 저주파 영역)를 생성하게 됩니다.
전단변형률 및 변위의 결과와 함께 주파수성분도 고려되어야 할 것으로 생각됩니다만, 어떻게 이해를 해야 할까요?
교수님의 고귀한 답변 부탁 드리겠습니다.