• Title/Summary/Keyword: 유한요소법

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Vibration Analysis for Infinite Length Waveguide Structures Connected with Finite Length Structures Using Impedance Coupling (유한 길이 구조물과 무한 길이 도파관 구조물의 임피던스 연성을 이용한 진동 해석)

  • Ryue, Jungsoo;Lee, Jaehong;Hong, Chinsuk;Shin, Ku-Kyun
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.34 no.5
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    • pp.360-370
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    • 2015
  • In case that an infinite length waveguide structure is connected with a finite length structure, it is required to combine a wave approach for the waveguide structure and a modal approach for the finite length structure to investigate the dynamic response of the connected target structure. In this study, the wavenumber finite element (WFE) analysis is adopted for the infinite length waveguide substructure and a finite element (FE) method is applied for the finite length substructure and then their results are coupled in terms of the impedance or mobility at the connected points between the substructures. As a structural model, an infinite length cylindrical shell with a rectangular plate inside is regarded. These two substructures are connected at the four corner points of the plate, rigidly or resiliently. From this investigation, it was confirmed that the wave approach (WFE method) and modal approach (FE method) can be combined by the impedance coupling.

Three-dimensional Finite Element Studies of the Behavior of Short Pile Subjected to Lateral Load near a Sandy Slope (모래사면에 설치된 수평하중을 받는 짧은 말뚝의 거동에 관한 3차원 탄소성 유한요소해석)

  • ;Ugai Keizo;Wakai Akihiko
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.3
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    • pp.41-50
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    • 2001
  • 본 연구는 모래사면의 언덕근처에 설치된 짧은 말뚝의 수평하중의 영향에 관한 것이다. 3차원 탄소성 유한요소법해석과 실내 모형실험의 결과를 비교하였다. 경사 30$^{\circ}$의 사면에 시공된 짧은 말뚝의 특성을 파악하기 위해, 사면언덕에서 모형말뚝까지의 거리를 3종류로 상이하게 하여, 모형실험을 실시하였다. 사용된 모래의 지반특성은 배수조건하의 삼축압축실험으로 결정하였다. 동시에 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석결과와 모형실험결과를 비교하였다. 본 유한요소법의 해석에 있어서 모래지반을 탄성완전소성모델(Elastic-perfectly plastic model)로 가정하여, 파괴기준으로 Mohr-Coulomb 식과 소성 포텐셜에 대해서는 Drucker-Prager 식을 적용한 MC-DP 모델로 하였다. 이러한 MC-DP 모델의 구성식은 유한요소법에서 있어 계산치의 수렴에 유익하다. 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석이 사질토 사면의 언덕 부근에 설치된 단하의 수평거동에 대한 파악에 유효하다는 것을 확인하였다.

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FEM Electrical Resistivity Modeling in Cylindrical Coordinates (원통 좌표계에서의 전기비저항 유한요소 모델링)

  • Choi Wonseok;Kim Jung-Ho;Park KwonGyu;Kim Hak-Soo;Suh Jung-Hee
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.5 no.3
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    • pp.206-216
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    • 2002
  • The finite element method (FEM), a powerful numerical modeling tool for solving various engineering problems, is frequently applied to three-dimensional (3-D) modeling thanks to its capability of discretizing and simulating the shape of model with finite number of elements. Considering the accuracy of the solution and computing time in modeling of engineering problems, it is preferable to construct physical continuity and simplify mesh system. Although there exist systematic mesh generation systems for arbitrary shaped model, it is hard to model a simple cylinder in terms of 3-D coordinate system especially in the vicinity of the central axis. In this study I adopt cylindrical coordinate system for modeling the 3-D model space and define the origin of the coordinates with mathematically clear coordinate transformation. Since we can simulate the whole space with hexahedral elements, the cylindrical coordinate system is effective in handling the 3-D model structure. The 3-D do resistivity modeling scheme developed in this study provides basie principle for borehole-to-surface resistivity survey, which can be a useful tool for the application to environmental problem.

Comparison of analysis methods of estimating behavior of soil mass above rigid culvert (암거 상부지반의 거동 평가를 위한 해석법 비교)

  • Lee, Seung-Hyun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.8
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    • pp.71-77
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    • 2018
  • In order to estimate behavior of soil mass which is located straight up of reinforced concrete culvert, Ritz method and FEM were applied and arching effects between the soil mass and adjacent soil were considered for the analyses. Analysis results obtained from the Ritz method and finite element method were compared with analytical solution. In the case of estimating nodal forces considered in FEM, caution is needed that shear stress depending on depth from ground surface should be reflected regardless of local coordinate system. Comparing the displacements computed from Ritz method with those of the analytic solution, it is seen that as the power of assumed displacement function increases, differences between the computed displacements and those of analytic solution decreases. It seems that displacements of FEM becomes closer to those of analytical solution as the number of elements are increased. It is seen that stresses computed from the Ritz method don't get closer to those of the analytic solution as the power of assumed displacement function. Stresses from FEM become closer to those of analytic solution as the number of elements are increased. Comparing the analysis results from the Ritz method and FEM with those of analytic solution, it can be seen that FEM is more reliable than Ritz method.

유한요소법에 의한 타이어의 변형해석

  • Jeong, Sang-U
    • The tire
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    • s.111
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    • pp.20-29
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    • 1984
  • 유한요소법에 의하여 축대칭 정적하중을 받는 승용차용 래디알 타이어의 변형을 해석하였다. 요소는 8절점 parabolic-isoparametric 요소를 사용하였으며 타이어를 구성하는 cord-rubber복합체를 선형직교성을 갖는다고 가정하고, 그 복합체의 물성치를 간단한 식으로 표시하여 적용하였다. 공기압으로 인해 변형된 모양 및 cord에 작용하는 장력을 계산해 냈으며 이 변형된 모양을 plaster cast를 이용하여 측정한 실험치와 비교하였다. 또 타이어를 구성하는 구조가 달라지면 공기압으로 인하여 변형형태가 어떻게 변화하는가를 계산해 보았다. 이 결과로 belt의 cord수가 감소하거나 belt cord angle이 증가하면 타이어 외경이 증가함을 알 수 있다.

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Analysis of Bony Structures by F.E.M. (생체역학의 유한요소법 응용)

  • 우광성
    • Computational Structural Engineering
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    • v.6 no.4
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    • pp.5-9
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    • 1993
  • 본 논문에서는 생체역학 중 주로 뼈 구조에 유한요소법이 어떻게 사용되고 있는지에 대해 주로 정형외과에서 중요시되는 대퇴부, 요추 등의 예제를 통해 어떻게 모델링되고 있으냐와 유한요소법의 응용분야에 대해 간략히 설명하였다. 물론, 생체역학이라고 하면 허파, 심장 등을 포함하는 순환기, 혈관, 치아 등등 여러 분야를 일컫는 용어로 그 연구분야에 구조공학자의 관심이 필요로 함을 강조하고 싶다. 아울러 유한요소해석 결과에 대해서는 본 논문에서는 언급하지 않았지만 비교적 실험치에 비해 근사함을 여러 문헌을 통해 알 수 있다. 국내에서는 아직도 이 분야에 대한 연구가 매우 미진한 상태이므로 향후 이에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

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Finite element analysis of laminar combined free and forcedconve3ction through a duct with peripheral heat flux variation (벽에서의 열플러스가 비균일한 덕트내 층류조합대류열전달에 대한 유한요소법에 의한 해석)

  • Choi, In Kyu;Park, U Yong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.5 no.3
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    • pp.230-237
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    • 1981
  • 임의의 기하학적형태 단면을 가진 수직덕트내 층류조합대류열전달에서 벽온일정인 경계조건에 대하여는 Nayak[12], Giuidice[13]의 유한요소법해가 있다. 본 연구는 경계조건으로 벽에서의 열플러스가 비균일(균일한경우 포함)한 경우를 대상으로 유한요소법에 의한 해석을 시도한 것으로 예시에서 보는 바와 같이 수직해는 벽해밀과 좋은 일치를 보이고 있다.

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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    • 1992.06a
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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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유한요소법을 이용한 머플러 튜브의 타공공정 성형해석

  • 황원식;김석대;한규택
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.268-268
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    • 2004
  • 머플러는 소음의 저감과 공기 정화의 특성으로 인해 자동차와 중장비에 적용되고 있다 최근에는 강화되고 있는 엄격한 환경규제를 만족하기 위해 그 설계와 제조에 있어 그 중요성이 높아지고 있으며, 머플러 튜브의 형태와 타공의 개수 및 배열은 다양한 형태로 연구가 이루어지고 있다. 이 중에서 튜브의 타공은 차량의 중량과 기능에 따라 다양한 형태를 가지며, 모델수의 증가와 출시기간의 단축으로 인해 튜브의 타공기술은 머플러 시장의 경쟁력을 좌우할 정도로 중요해 지고 있다.(중략)

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유한요소법을 이용한 단발 방전의 시뮬레이션

  • 김동길;민병권;이상조
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.253-253
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    • 2004
  • 방전가공은 현재의 정밀 금형산업에서는 필수적인 가공방법이나, 공작물과 전극사이에서 방전이 발생할 때 고온고압의 플라즈마 상태에서 재료를 제거하는 메카니즘에 대한 해석은 아직도 많은 연구 대상이다. 방전가공은 기본적으로 3단계의 과정으로 구별할 수 있는데, 첫째 공작물과 전극의 간격과 기하학적 형상, 전압에 의해서 전계가 집중되어 절연체의 절연강도보다 초과하면 절연체가 이온화되어 방전이 시작된다. 둘째, 전극과 공작물이 통전이 되어 플라즈마 채널이 형성되면서 열에너지에 의하여 공작물이 용융 증발이 발생한다.(중략)

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