• Title/Summary/Keyword: 곡선 형상의 효과

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A Development of NURBS-Based Pre and Post Processor for Structural Analysis of Free-Shaped Beam (자유형상 보요소 해석을 위한 NURBS기반의 전·후처리 모듈 개발)

  • Jung, Sung-Jin;Park, Se-Hee
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.10
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    • pp.6673-6678
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    • 2015
  • Recently, the free form buildings are constructed frequently. Exterior and interior components of these buildings have the free cross-section and a curved shape. So, There are many usages of classical finite element having tapered section and free-style shape. Some general commercial applications like ETABS, SAP2000, MIDAS are usually used for the safety evaluation of the free form structures. However, there are some limits in the accuracy of structural analysis and the length of analysis time because a very complicated finite element mesh have to be used. Therefore, In this study, a pre and post program module was developed to take advantage of general 3-D curved beam element which has a free-style curved shape and mathematical backgrounds. Pre-post processing module has been developed in this study was developed to control the curvature of the curved members by the NURBS control points. As a result, fast geometric modeling than was possible commercial applications. In addition, realistic depiction of the shape and behavior patterns were possible because of the free-form building allows visual check of the free form.

A Wheel Wear Analysis of Railway Vehicle on a Curved Section (곡선 구간에서 철도 차량 휠의 마모 특성 해석)

  • Kang, Juseok
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.6
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    • pp.547-555
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    • 2016
  • The wheel wear of a railway vehicle is mainly generated when maneuvering on a curved track. The change in the wheel profile affects the dynamic stability of the vehicle. In this analysis, the wheel wear volume was calculated while changing the velocity and radius of the curve to analyze the wear characteristics of a wheel at a curved section. The wear index was calculated from a vehicle dynamic analysis based on a multibody dynamics analysis and wear volume from a wear model by British Rail Research. The wear volume at a radius of 300 m is dominant compared with other radii. The wear volume was calculated by assigning different coefficients of friction to the tread and flange of the wheel to investigate the effect of lubrication on the wear characteristics. The effect of the improvement by lubrication is calculated by varying the radius of the track, and is assessed on an actual urban railway section.

Glass powder첨가에 따른 광전효율의 향상 효과

  • Li, Hu;Park, Gyeong-Hui;Gu, Hal-Bon
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.355-355
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    • 2007
  • 염료감응형 태양전지(Dye-sensitized Solar Cell; DSSC)의 에너지 변환효율을 높이기 위해 유리분말을 첨가하여 빛의 분산특성 및 빛의 이용률을 높이고 있지 알아보자고 실험을 하였다. 저온소성용, 고온소성용 두 가지 유리 분말을 각각 첨가한 경우 TiO2 광전극 박막표면에 유리분말의 잔류로 인한 영향을 X-RD로 분석 하였고 박막의 입자들의 형상변화와 분포를 알아보기 위해 FE-SEM으로 관찰하였으며 유리분말의 첨가량 별 광전류-전압 곡선으로부터 최적의 첨가량을 확인하였다.

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Study on Discharge Characteristics of Rectangular Type Labyrinth Weir (직사각형 래버린스 위어의 유량 특성에 관한 연구)

  • Im, Jang-Hyuk;Lee, Jin-Eun;Park, Young-Jin;Song, Jai-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1827-1831
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    • 2009
  • 본 연구에서는 래버린스 형태 중 비교적 연구가 거의 되어 있지 않은 직사각형 래버린스 위어의 유량특성을 분석하여 월류량 증대효과를 분석하고자 하며 직사각형 래버린스 위어의 복잡한 흐름현상을 구현하기위해 수리모형실험을 수행하였다. 수리모형실험은 직사각형 래버린스 위어의 다양한 형상을 고려하기 위해 유효길이와 위어 폭 비(L/W)의 범위를 2, 4, 6, 8, 10으로 적용하였다. 또한, 수리모형실험에서 수심 변화에 대한 범위는 전수두와 위어 높이의 비를 0.05에서 0.75범위로 수행하였다. 직사각형 래버린스에 대한 유량 특성을 유량비와 유량계수 곡선을 이용하여 월류량 증대효과를 분석하였다. 그 결과, 직사각형 래버린스 위어의 유량비는 L/W가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 전수두 비$(H_t/P)$가 증가할수록 작아지는 경향을 나타냈다. 즉, 일반 선형 위어보다 월류량 증대하는 효과가 낮은 전수두 비에서 발생하는 것으로 분석되었으며, 월류량 증대를 위한 수공구조물 설계의 기초자료로 활용이 가능할 것이다. 향후, 유량계수를 예측하는 관련 식이나 기법을 개발하여 효과적으로 래버린스 위어의 유량을 산정할 수 있을 것이다.

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A Study on the Techniques of Configuration Optimization (형상 최적설계를 위한 최적화 기법에 관한 연구)

  • Choi, Byoung Han
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.16 no.6 s.73
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    • pp.819-832
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    • 2004
  • This study describes an efficient and facile method for configuration optimum design of structures. One of the ways to achieve numerical shape representation and the selection of design variables is using the design element concept. Using this technique, the number of design variables could be drastically reduced. Isoparametric mapping was utilized to automatically generate the finite element mesh during the optimization process, and this made it possible to easily calculate the derivatives of the coordinates of generated finite element nodes w.r.t. the design variables. For the structural analysis, finite element analysis was adopted in the optimization procedure, and two different techniques(the deterministic method, a modified method of feasible direction; and the stochastic method, a genetic algorithms) were applied to obtain the minimum volumes and section areas for an efficient configuration optimization procedure. Futhermore, spline interpolation was introduced to present a realistic optimum configuration that meet the manufacturing requirements. According to the results of several numerical examples(steel structures), the two techniques suggested in this study simplified the process of configuration optimum design of structures, and yielded improved objective function values with a robust convergence rate. This study's applicability and capability have therefore been demonstrated.

Hybrid Damper of Steel Strip and Spring (강재 스트립과 스프링의 혼합형 댐퍼)

  • Kim, Dong-Baek;Lee, In-Duk;Lee, Jae-Won;Kim, Jong-Hoon
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2022.10a
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    • pp.299-300
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    • 2022
  • 구조물의 내진보강방법 중에서 가장 널리 이용되는 방법인 강재 이력형 감쇠장치는 수평하중에 대한 응력-변위 곡선을 이용하여 지진 에너지를 소산시키는 방법인데, 이 경우 편심하중 등에 의해서 부재가 면 외 방향으로 거동하여 응력-변위곡선이 불규칙하여 그 결과의 신뢰성이 떨어지는 경우가 있다. 이러한 형상을 방지하기 위해서는 별도의 채널(Channel)을 시공하는 불편함을 감수해야 하며, 또한 수평력이 반복적으로 작용할 때 그 효과를 장담할 수 없는 문제점이 있다. 본 연구에서는 강재 스트립과 스프링을 결합한 댐퍼를 고안하여 스프링은 탄성변형을, 강재 스트립은 소성변형을 받게 하는 혼합형 댐퍼를 개발하고자한다. 여기서, 스프링은 복원력으로 작용하여 반복하중에 대한 저항성을 키우고 강재 스트립의 하중변위 곡선을 규칙적으로 하는 역할을 수행하게 되며 에너지 소산량을 계산할 때 편리함과 정확도를 높이고자 한다. 강재 스트립의 폭과 길이는 일정하지만 두께를 변화시켜서 5종류를 선택하였으며, 댐퍼 1개당 3개의 스트립을 정삼각형 형태로 배치하고 그 중심에 상당한 강성을 갖는 스프링을 갖는 형태로 제작하였다. 댐퍼 시험체는 5개를 제작한 후, 이 댐퍼를 구조물에 배치하였을 때의 지진에 대한 에너지 소산량과 부재력을 검토하여 댐퍼의 안전성(Safety)를 검증하고자 한다.

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Simulation of salt intrusion and mixing influence for Yongsan estuary regarding Seawater exchange (해수교환에 따른 영산강 하구역 염분 확산 영향 범위 수치 실험)

  • Park, Yong-Woo;Cho, Yang-Ki;Sin, Yong-Sik;Lee, Chang-Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.557-561
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    • 2006
  • 매년 영산강 본류 수질이 악화되고 있는 영산강 유역주변은 최근 전남도청 이전에 따른 남악 신도시개발, J-Project 및 환경 문화 복원사업의 추진, 기업도시개발등과 관련하여 수질관리개선 및 주요환경현안으로 대두되고 있다. 따라서 영산강 하구역 관리방안 중 담수호 수질개선대책의 일환으로 수문개방을 통한 해수 유입에 의한 수질 개선을 효과를 도모하는 방안이 제시되고 있다. 이에 하구호 방조제의 수문 개통 및 완전 개방에 따른 수질개선 문제에 앞서 발생할 수 있는 환경변화 중 영산강 및 연안역 염분의 확산범위를 평가하기 위하여 수치모형 실험이 실시되었다. 담수 유입에 따른 염분 확산 범위 및 해수 유입에 따른 염분의 역상 범위를 평가 하기위해 수치 모델로는 EFDC를 적용하였고, 하천형상과 연안역을 동시에 고려하기 위해 수평좌표계는 직교곡선좌표로 격자 크기는 $120{\sim}1000m$, 연직방향으로 시그마좌표를 사용하였다. 담수 방류 및 염분역상 효과를 알아보기 위해 1997년부터 2005년까지의 하구 수문 방류량 및 하천 유입량으로부터 홍수기와 갈수기를 선택하여 현재 상황 및 수문의 부분 개통 하구둑 완전 개방에 시나리오를 설정하여 실시하였다. 수문의 부분개통과 하구둑 완전 개방에 따른 염분 확산 범위는 영산강 하구둑을 기준으로 홍수기에는 $13{\sim}17km$, 갈수기에는 36km 이상의 상류지역에서 해수와 담수의 분리 기준인 0.3 psu 범위가 계산됨을 알 수 있다.

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Aerodynamic Optimization of 3 Dimensional Wing-In-Ground Airfoils Using Multi-Objective Genetic Algorithm (지면효과를 받는 3 차원 WIG 선의 익형 형상 최적화)

  • Lee, Ju-Hee;You, Keun-Yeal;Park, Kyoung-Woo
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2007.05b
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    • pp.3080-3085
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    • 2007
  • Shape optimization of the 3-dimensional WIG airfoil with 3.0-aspect ratio has been performed by using the multi-objective genetic algorithm. The WIG ship effectively floating above the surface by the ram effect and the virtual additional aspect ratio by a ground is one of next-generation and cost-effective transportations. Unlike the airplane flying out of the ground effect, a WIG ship has possibility to capsize because of unsatisfying the static stability. The WIG ship should satisfy aerodynamic properties as well as a static stability. They tend to strong contradict and it is difficult to satisfy aerodynamic properties and static stability simultaneously. It is inevitable that lift force has to scarify to obtain a static stability. Multi-objective optimization technique that the individual objectives are considered separately instead of weighting can overcome the conflict. Due to handling individual objectives, the optimum cannot be unique but a set of nondominated potential solutions: pareto optimum. There are three objectives; lift coefficient, lift-to-drag ratio and static stability. After a few evolutions, the non-dominated pareto individuals can be obtained. Pareto sets are all the set of possible and excellent solution across the design space. At any selections of the pareto set, these are no better solutions in all design space

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Shape Optimal Design of Anti-Vibration Rubber Assembly to Reduce the Vibration of a Tractor Cabin (트랙터 캐빈의 진동저감을 위한 방진고무의 형상최적설계)

  • Choi, Hyo-Joon;Lee, Sang-Hoon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.4
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    • pp.657-663
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    • 2018
  • In this study, shape optimization was performed to improve the vibration isolation capability of an anti-vibration rubber assembly, which is used in the field option cabin of agricultural tractors. A uniaxial tension test and biaxial tension test were performed to characterize the hyper-elastic material properties of rubber, and the data were used to calibrate the material model used in the finite element analyses. A field test was performed to quantify the input excitation from the tractor and the output response at the cabin frame. To account for the nonlinear behavior of rubber, static analyses were performed and the load-displacement curve of rubber was derived. The stiffness of the rubber was calculated from this curve and input to the harmonic analyses of the cabin. The results were verified using the test data. Taguchi's parameter design method was used to find the optimal shape of the anti-vibration rubber assembly, which indicated a shape with reduced stiffness. The vibration of the cabin frame was reduced by the optimization by as much as 35% compared to the initial design.

A Study of Dynamic Instability for Sigmoid Functionally Graded Material Plates on Elastic Foundation (탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료(FGM)판의 동적 불안정성에 관한 연구)

  • Lee, Won-Hong;Han, Sung-Cheon;Park, Weon-Tae
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.28 no.1
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    • pp.85-92
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    • 2015
  • This article presents the dynamic instability response of sigmoid functionally graded material plates on elastic foundation using the higher-order shear deformation theory. The higher-order shear deformation theory has ability to capture the quadratic variation of shear strain and consequently shear stress through the plate thickness. The governing equations are then written in the form of Mathieu-Hill equations and then Bolotin's method is employed to determine the instability regions. The boundaries of the instability regions are represented in the dynamic load and excitation frequency plane. The results of dynamic instability analysis of sigmoid functionally graded material plate are presented using the Navier's procedure to illustrate the effect of elastic foundation parameter on dynamic response. The relations between Winkler and Pasternak elastic foundation parameter are discussed by numerical results. Also, the effects of static load factor, power-law index and side-to-thickness ratio on dynamic instability analysis are investigated and discussed. In order to validate the present solutions, the reference solutions are used and discussed. The theoretical development as well as numerical solutions presented herein should serve as reference for the dynamic instability study of S-FGM plates.