• Title, Summary, Keyword: 유한요소해석

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Adaptive Mesh Refinement and Multigrid FEM by Error Estimation (오차추정에 의한 순응형요소분할과 다단계 유한요소해석)

  • Yang, P.D.C.;Hwang, M.Y.
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.33 no.1
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    • pp.90-97
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    • 1996
  • The optimal mesh refinement has a meaning that error of the every element is within an allowable level and in uniformly distributed. The adaptive mesh generation may be required to achieve the optimal mesh generation. For the purpose of optimal mesh generation, an error estimation and an adaptive mesh refinement are required. Using the adaptive mesh generation the second finite element analysis is performed with the result of the first analysis. In the process the error estimation is required. In this study the adaptive mesh generation program for triangular element is developed, and for a posteriori error estimation the stress projection approach is considered. It has been found the multigrid technique, where the error estimation and the mesh generation are combined in multi-step of analysis, may be used efficiently in the finite element analysis.

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Development of a Computer-based Training System for Finite Element Method (유한요소법의 컴퓨터 기반 교육시스템 개발)

  • 이재영
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.607-618
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    • 1999
  • 유한요소법의 강의와 학습을 지원하는 컴퓨터 기반 교육시스템(computer-based training system)을 개발하였다. 이 시스템은 유한요소해석을 요소 모델링에서부터, 최종결과의 계산에 이르기까지 여러 개념과 과정을 가시화하고, 사용자가 직접 상호작용 적으로 실습하고, 해석과정에 개입하여 모의 조작(simulation)하며, 그 반응을 관찰할 수 있는 여러 기능을 갖추고 있다. 이 시스템을 이용하여 실제적인 유한요소해석을 실행 할 수 있다. 따라서 이 시스템을 유한요소법의 보조 교육 재료로 활용할 뿐만 아니라 실제적인 유한요소해석 소프트웨어로 병용함으로써 유한요소법의 교육과 학습의 효과를 높일 수 있다.

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A Study on the Applicability of Numerical Analysis for the SASW Method (SASW 기법에 대한 수치해석 적용성 연구)

  • 김동수;윤종구;이병식;박형춘
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.1
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    • pp.67-76
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    • 2001
  • 현장지반의 최대전단탄성계수를 신속하고 합리적으로 구할 수 있는 표면파기법에 대해 유한요소법을 이용하여 시뮬레이션 할 경우 적용할 수 있는 효율적인 해석조건에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구결과 파의 전파형상을 효율적으로 묘사하기 위하여는 관심 있는 최소 파장에 대한 유한요소 크기의 비가 매우 중요한 요소임을 확인하였고, 데이터의 측정시간간격도 중요한 요소임을 확인하였다. 또한, 유한요소해석을 이용하여 얻은 반무한체 시스템과 2층 시스템의 분산곡선과 이론적 분산곡선이 비교적 잘 일치함을 볼 수 있었다. 따라서, 유한요소해석을 적절히 적용하는 경우에 표면파기법을 효과적으로 시뮬레이션 할 수 없음을 확인하였다. 현장지반의 최대전단탄성계수를 신속하고 합리적으로 구할 수 있는 표면파기법에 대해 유한요소법을 이용하여 시뮬레이션 할 경우 적용할 수 있는 효율적인 해석조건에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구결과 파의 전파형상을 효율적으로 묘사하기 위하여는 관심 있는 최소 파장에 대한 유한요소 크기의 비가 매우 중요한 요소임을 확인하였고, 데이터의 측정시간간격도 중요한 요소임을 확인하였다. 또한, 유한요소해석을 이용하여 얻은 반무한체 시스템과 2층 시스템의 분산곡선과 이론적 분산곡선이 비교적 잘 일치함을 볼 수 있었다. 따라서, 유한요소해석을 적절히 적용하는 경우에 표면파기법을 효과적으로 시뮬레이션 할 수 없음을 확인하였다.

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Implementation of semi-infinite boundary condition for dynamic finite element analysis (동적 유한요소해석에서의 반무한 경계조건의 실행)

  • Choi, Chang-Ho;Chung, Ha-Ik
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • pp.600-606
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    • 2006
  • 실제 지반은 경계가 없는 무한상태로 존재하기 때문에 지반구조물의 동적거동을 유한요소법을 이용하여 해석할 시 모델의 영역을 성립하는 것은 특별한 고려가 필요하다. 유한요소법에서의 동적해석은 파동의 전달을 포함하기 때문에 모델의 경계에서 인공적인 경계조건이 필요하다. 인공적인 경계 조건은 유한요소내의 지반상태를 무한상태로 변형시킬 수 있어야 하며, 경계에 도달하는 응력 파동을 모델내로 반사시키지 않고 흡수 할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 간단한 점 탄성 반무한 불연속 요소를 이용하여 지반구조물의 동적해석을 수행하는 방법을 보여준다. 반무한 요소의 실행은 OpenSees라는 유한요소 해석프로그램을 이용하여 수행되었으며, 예를 통하여 불연속 요소가 경계에 도달하는 응력 파동을 충분히 흡수하여 유한요소 모델을 반무한 상태로 전환 시킬 수 있다는 것을 보여준다.

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Analytical Study on Punching Shear of Reinforced Concrete Flat Plates (철근콘크리트 플랫 플레이트의 뚫림전단 거동에 관한 해석적 연구)

  • Kim, Min-Sook;Lee, Young-Hak;Kim, Hee-Cheul
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.4
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    • pp.409-415
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    • 2010
  • A finite element model for punching shear of flat plate structures is presented. A parametric study also has been conducted to verification of influence of several parameters in terms of the flexural reinforcement ratio, slab thickness. Reisnner-Mindlin assumptions are adopted to consider of shear deformation. Layered shell element is considered for the material non-linearities. The finite element model of this study was verified comparing with existing experimental results. The model is able to predict the capacity of the flat plate structures. The punching shear of flat plate structures varied depending on the flexural reinforcement ratio, slab thickness.

Development of Mesh Generator for 2D Hydraulic Analysis(Ⅴ) (2차원 수리해석을 위한 범용 Mesh Generator의 개발(Ⅴ))

  • Kim, Eu-Gene;Lee, Seung-Hyun;Oh, Chung-Whan;Kim, Hong-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.815-821
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    • 2009
  • 하천의 2차원 흐름 및 하상변동, 오염확산 해석을 위한 유체의 수치해석법에는 유한요소법, 유한차분법, 유한차분법의 변형인 유한체적법, 경계적분법 등이 있으며, 국내의 경우 비구조적 요소망(unstructured mesh)을 이용하여 복잡한 형상을 표현하기가 상대적으로 용이한 유한요소법이 널리 사용되고 있다. 하천을 유한 요소화 하는 전처리 과정은 전체 해석 과정을 자동화 하는데 있어 필수적인 요소이며, 주로 삼각 요소망 또는 사각 요소망을 이용하여 해석을 수행하게 된다. 삼각 요소망의 경우 상대적으로 자동화하기 쉬운 반면 사각 요소망의 생성은 절점 생성 자체가 삼각 요소망 보다 더 많은 기하학적 제한 요소를 가지고 있기 때문에 상대적으로 완성도 높은 알고리즘을 구현하기가 어렵다 할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 2차원 상에서 사각 요소망(quadrilateral elements)을 생성할 수 있는 Paving method를 중심으로 한 요소망 생성 알고리즘에 대해 고찰하고, 국내 최초의 범용 수치해석 모형인 RAMS(River Analysis and Modeling System)에 적용하였다. Paving method는 1990년에 Blacker and Stephenson에 의해 제안되었으며, Sandia National Laboratories에 의해 완성되었다. Paving Method는 advancing front style의 요소망을 생성하게 되고, 바깥쪽에서 안쪽으로 element layer를 생성하면서 채워나간다. 본 연구에서는 기존의 요소망 생성 프로세스에서 element 삽입 전의 검증 기능을 강화한 새로운 버전의 paving method를 적용하엿다.

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Comparison of Two Methods for Analyzing Stress-Strain Behavior of Soil Beam (지반보의 응력-변형률 거동에 대한 해석법 비교)

  • Lee, Seung-Hyun;Han, Jin-Tae
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.12
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    • pp.294-302
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    • 2018
  • To analyze the behavior of a soil beam under pore water pressure, the results of analytical solutions and finite element analysis (FEM) were compared quantitatively. In contrast to the results of the analytical solution, the horizontal stress obtained from the FEM did not show a symmetrical distribution. On the other hand, the horizontal stress became closer to symmetrical distribution as the number of elements of the soil beam were increased. A comparison of the horizontal stresses from the analytic solution with those obtained from Gaussian points of FEM showed that the magnitude of the tensile stress from the FEM using 3 elements was 6% of the maximum value of the analytical solution and the compressive stress from the FEM using the same elements was 37% of the maximum value of the analytical solution. The magnitude of the tensile stress from the FEM using 6 elements was 61% of the maximum value of the analytical solution and the magnitude of the compressive stress from the FEM using the elements was 83% of the maximum value of the analytical solution. Vertical stresses, which were obtained from the analytical solution, showed a continuous distribution with the depth of the soil beam, whereas the vertical stresses from the FEM showed a discrete distribution corresponding to each element. The results also showed that the average value of the vertical stresses of each element was close to that of the pore water pressure. A comparison of the vertical displacements computed at the near vertical center line of the soil beam from the FEM with those of the analytical solution showed that the magnitude of the vertical displacement from FEM using 3 elements was 35% of the value of the analytical solution and the magnitude of the vertical displacement from FEM using 6 elements was 57% of the value of the analytical solution.

Comparative Study Between Finite Element Method and Limit Equilibrium Method on Slope Stability Analysis (사면안정해석에 있어서의 유한요소법과 한계평형법의 비교연구)

  • 이동엽;유충식
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.19 no.4
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    • pp.65-74
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    • 2003
  • This paper presents the results of a comparative study between FEM and LEM on slope stability analysis. For validation, factors of safety were compared between FEM and LEM. The results from the two methods were in good agreement. This suggests that the FEM with the shear strength reduction method can be effectively used on slope stability analyses. A series of analyses were then performed using the FEM for various constitutive laws, slope angles, flow rules, and the finite element discretizations. Among the findings, the finite element method in conjunction with the shear strength reduction method can provide reasonable results in terms of safety. Also revealed is that the results of FEM can be significantly affected by the way in which the type of constitutive law and flow nile we selected.

Behavior of Geotextile Tube by Plane Strain Analysis and 3-Dimensional Finite Element Method (평면변형해석과 3-D FEM 기법을 통한 지오텍스타일 튜브의 거동해석)

  • 신은철;오영인
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.19 no.5
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    • pp.233-241
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    • 2003
  • Geotextile tube is hydraulically filled with dredged materials and has been applied to coastal protection and scour protection, dewatering method of slurry, and isolation of contaminated material. Recently, geotextile tube technology is no longer alternative construction technique but suitable desired solution. In this paper, the numerical analysis was performed to investigate the behavior of geotextile tube with various properties of geotextile sheet and hydraulic pumping conditions. Numerical analysis was executed to compare with the results from the large-scale field model tests, and also with those of plane strain analysis and 3-D FEM analysis. A geotextile tube was modeled using the commercial finite element analysis program ABAQUS and the one-quarter of tube was modeled. Behavior of geotextile tube during the hydraulic pumping procedure was analyzed by comparing the large-scale field model test and numerical analysis. The shape variation and maximum tube height between the numerical analysis results and large-scale filed test results are turned out to be in a good agreement.

Evaluation on Flexural Performance of Precast Decks with Ribbed Joint by FEM (유한요소해석에 의한 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 바닥판의 휨성능 평가)

  • Oh, Hyun-Chul;Chung, Chul-Hun;Kang, Myoung-Gu;Park, Se-Jin;Shin, Dong-Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.20 no.1
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    • pp.85-94
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    • 2016
  • In this study, a non-linear FEM model is presented to predict the static flexural performance of precast bridge decks with ribbed joint and is verified with previous experiment results through comparison. The several theory of material properties were applied to each mechanical properties in FEM model and FEM model's input variables were determined through experiment result and parametric study. The FEM results showed good accuracy in predicting the structural performance of the specimens and FEM model's average error rate was 5%. Also, each specimen's cracking aspect and failure mode can be predicted through FEM's plastic strain distribution. Thus, this FEM model can be used effectively for predicting the ultimate behavior and parametric study to development of design formula for joint.