• 제목/요약/키워드: 국부모델

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선형과 비선형 다중 스케일 재료 모델링을 활용한 유리섬유 강화 플라스틱의 피로해석 연구 (A Study on the Fatigue Analysis of Glass Fiber Reinforced Plastics with Linear and Nonlinear Multi-Scale Material Modeling)

  • 김영만;김용환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.81-93
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    • 2020
  • 본 연구를 통해 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 해석하고 예측하는 방법인 유한요소법(Finite Element Method, FEM)을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 피로 특성을 분석하였다. 이를 구현하기 위해 평균장 균질화(mean-field homogenization) 이론을 활용하여 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat을 이용하였다. 이를 통해 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 미세 구조와 재료 모델을 정의하여 더욱 현실적으로 고분자 복합재료의 피로 거동을 예측하고자 한다. 참고문헌을 통해 시험 온도, 섬유배향, 응력비, 시편의 두께 등 다양한 변수들을 사용하여 30wt%의 단 섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 고분자 복합재료의 피로 특성을 조사하였다. 섬유배향 정보를 계산하기 위한 사출해석은 Moldflow 소프트웨어을 활용하였으며, 이를 유한요소 피로시편 모델에 매핑하였다. 대표적인 유한요소 상용 소프트웨어인 LS-DYNA는 섬유배향에 따른 고분자 복합재료의 응력 진폭을 계산하기 위해 Digimat과의 연성해석에 활용하였다. 그리고 수치해석을 활용한 피로수명 해석을 위해 다양한 재료 모델들로 구성된 FEMFAT 소프트웨어를 사용하였다. 선형 재료 모델의 연성해석 결과는 높은 응력 진폭에 의한 재료의 국부적 비선형이 발생하는 LCF 영역의 피로 특성을 연구하기 위해 Neuber 법칙을 사용하여 재료의 피로 거동을 분석하였으며, 비선형 재료 모델의 연성해석 결과 역시 FEMFAT을 활용한 피로수명 해석에 사용되었다. 연성해석과 피로해석의 결과는 섬유배향에 따라 유한요소 시편의 두께 방향으로 분석하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 형태학적, 역학적 구조에 대해서 평가하였다.

상대유량 모델내의 기포분포계수 측정에 관한 연구 (Measurements of Void Concentration Parameters in the Drift-Flux Model)

  • 윤병조;박군철;정창현
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제25권1호
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    • pp.91-101
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    • 1993
  • 가압경수로형 원자로의 정상 비정상 운전시의 열수력학적 거동을 예측하기 위해서는 원자로내기포계수의 분포를 정확히 계산하는 것이 필수적이다. 이러한 기포계수의 정확한 예측을 위하여 많은 모델들이 제시되었다. 이중 drift-flux모델은 그 계산의 정확성과 간결성에 의하여 널리 사용되고 있다. 이러한 drift-flux 모델을 사용하여 보다 더 정확한 기포계수를 예측하기 위해서는 각 상간의 슬립률과 flow regime 에 따른 기포의 운동의 변화가 정확히 고려되어야 한다. Drift-flux 모델에서는 이러한 두 가지 요소가 drift-flux parameter인 $C_{o}$ 와 (equation omitted), 에서 고려된다. 본 연구에서는 이러한 $C_{o}$ 의 실험적 결정을 위하여 원자로 노심을 모사한 4개의 전열봉이 있는 비등이 발생하는 수직사각 유로를 구성하였으며, 완성된 유로내에서 기포계수의 분포 및 기포속도의 분포를 측정하였다. 국부적 기포계수 및 기포속도 분포의 측정에 사용된 방법은 이중탐침법이며 측정이 이루어진 유로내의 유동 상태는 유속이 비교적 느린 low flow rate condition이며 유로내 압력은 3기압 이하이다. 본 실험에서는 액상의 속도는 측정되지 않았으며, 따라서 $C_{o}$ 의 계산을 위하여 (equation omitted)의 실험 상관관계식을 사용하여 유로내 평균 기포계수의 함수로 나타내었다.

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판구조물에 부착된 압전소자의 전기역학적 어드미턴스 스펙트럼 요소 해석 (Spectral Element Analysis for the Electro-Mechanical Admittance of a Piezoelectric Wafer Bonded on a Plate)

  • 김은진;손훈;박현우
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.239-242
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    • 2009
  • 구조물의 표면에 부착된 압전소자(이하 PZT)의 전기역학적 어드미턴스(Electro-mechanical admittance)는 PZT와 구조물의 상호작용에 의해 발생하는 PZT의 압전효과와 유전성(dielectric)이 결합되어 발생되는 신호이다. 고주파수 대역에서 PZT의 전기역학적 어드미턴스는 구조물의 국부손상에 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 실험에서 측정된 PZT의 전기역학적 어드미턴스 분석에 널리 쓰이는 Liang 모델은 구조물을 단자유도계로 단순화하여 구조물의 동적특성이 전기역학적 어드미턴스에 미치는 영향을 정확하게 나타내기 어렵다. 유한요소법을 통해 PZT와 구조물의 상호작용을 해석하면 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 고주파 대역에서 정확한 해석을 위해서는 유한요소망을 조밀하게 구성해야 하므로 많은 계산비용이 수반된다. 이 연구에서는 유한요소법과 비교하여 월등히 적은 계산비용으로 고주파 대역의 동적 응답을 매우 정확하게 모사할 수 있는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 통해 판구조물에 부착된 PZT의 전기-역학적 어드미턴스를 해석한다. 수치 예제 및 실험 예제를 통하여 내민보에 부착된 PZT에서 발생하는 전기-역학적 어드미턴스를 취득하고 이를 SEM해석 결과와 비교한다.

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칼라 특성과 선택적 관심영역을 이용한 속도 표지판 인식 알고리즘 (Algorithm for Speed Sign Recognition Using Color Attributes and Selective Region of Interest)

  • 박기훈;권오설
    • 방송공학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.93-103
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    • 2018
  • 본 논문에서는 실 도로 영상에서 속도 표지판을 인식하는 방법을 제안한다. 기존의 표지판 인식의 방법들은 조명 변화에 민감하고 반복적인 형태 특징까지 추출하여 인식 성능이 감소하는 단점이 있다. 제안한 방법은 가중치가 적용된 YUV 색상 모델을 이용함으로써 속도 표지판의 색 특성을 강조하였으며 또한 표지판 후보 영역에 관심영역을 국부적으로 제한함으로써 인식 성능을 개선하였다. 이때, 검출과 인식을 위해서는 하 특징을 이용한 아다부스트 분류기를 사용하였다. 제안한 방법을 다양한 속도 및 환경하에서 실험한 결과 기존의 방법들보다 인식의 성능이 향상되었음을 확인하였다.

손상역학에 근거한 원자력 재료의 평면크기 영향 분석 (Assessment of In-plane Size Effect of Nuclear Materials Based on Damage Mechanics)

  • 장윤석;이태린;최재붕;석창성;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권4호
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    • pp.393-401
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    • 2006
  • The influences of stress triaxiality on ductile fracture have been investigated for various specimens and structures. With respect to a transferability issue, recently, the interests on local approaches reflecting micromechanical specifics are increased again due to rapid progress of computational environments. In this paper, the applicability of the local approaches has been examined through a series of finite element analyses incorporating modified GTN and Rousselier models as well as fracture toughness tests. The ductile crack growth of nuclear carbon steels is assessed to verify the transferability among compact tension (CT) specimens with different in-plane size. At first, the basic material constants were calibrated for standard CT specimens and used to predict fracture resistance (J-R) curves of larger CT specimens. Then, the in-plane size effects were examined by comparing the numerically estimated J-R curves with the experimentally determined ones. The assessment results showed that the in-plane size effect should be considered for realistic engineering application and the damage models might be used as useful tool for ductile fracture evaluation.

사각돌출형 표면거칠기가 있는 이중동심원관 내의 난류유동과 열전달 (Turbulent Fluid Flow and Heat Transfer in Concentric Annuli with Square-Ribbed Surface Roughness)

  • 안수환;이윤표;김경천
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.1294-1303
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    • 1993
  • 본 논문은 Lee의 평행평판 채널내의 난류유동 모델을 사용하여 비대칭적 경계 를 갖는 이중관내 거칠기 표면위에서의 흐름을 취급하였다. 해석에서 표면거칠기는 속도 형상에 단지 국부적으로 영향을 미친다고 가정하여 한쪽 면에서만 사각형 거칠기 요소를 가진 평행관 사이의 유동에 관해 이미 얻은 실험 관계식을 이용하였다. 거칠 기의 합성효과는 압력손실 증가에 대한 열전달 증가에 대해 거친관과 매끈한 관의 경우를 비교한 값에 의하여 알수 있었다.그러므로, 전체적 효율측면에서 유리하게 열전달률을 증가시킬수 있는 이중관내의 바람직한 인공의 거칠기형태(P/.epsilon., S/.epsilon.,.alpha., etc.)를 얻을 수 있었다.

공기청정 시스템 성능예측을 위한 실내 유동현상에 관한 수치모사 (Numerical Simulation of Flows inside the Various Rooms for Performance Assessment of Air Cleaning System)

  • 손덕영;이두환;길재흥;최윤호;김동현
    • 에너지공학
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    • 제11권4호
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    • pp.306-316
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    • 2002
  • 본 연구에서는 공기청정기의 최적설계에 필요한 자료를 획득하기 위해 다양한 실내공간에서의 유동에 대한 연구를 수치해석적인 방법으로 수행하였다. 실내유동 해석을 위해서 사용된 공기청정기의 사용처로는 물류창고, 아파트 거실과 주방, 6인 병실을 선정하여 계산을 수행하였다 시간에 따른 평균농도 변화는 모든 실내공간에서 완전 혼합(perfect mixing)인 경우와 매우 흡사하게 나타나는 것을 볼 수 있었고, 공기청정기의 설치 위치가 시간에 따른 실내의 평균농도 변화에 미치는 영향은 미미한 것을 볼 수 있었다. 실내의 국부적인 농도를 살펴보면 사용처 별로 유동의 흐름이 원활하지 못해서 생기는 공기정화 취약구 역을 관찰할 수 있었으며, 이는 각 공간모델과 공기청정기의 설치위치에 따라 크게 달라지는 것을 볼 수 있었다.

$Co(AI_{1- x}Cu_X)$합금계의 결정구조 및 자기적 성질에 관한 연구 (Structural and Magnetic Properties of $Co(AI_{1- x}Cu_X)$ Alloys)

  • 고관영;윤석길;류춘희
    • 한국재료학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.55-62
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    • 1994
  • Co(A $I_{1- X}$C $u_{X}$ ) (0$\leq$0.40)합금계의 결정구조 및 자기적 특성을 X-선 회절분석기, 주사전자현미경 그리고 진동 시료형 자력계를 이용하여 조사하였다. X-선 결정구조 및 상분석 결과, 전조성 범위에서 주상은 격자상수가 약 2.86$\AA$인 규칙화한 B2(CsCI)구조를 가지고 있었으며, x $\geq$0.10범위에서는Cu함량이 많은 제 2상이 존재하였고 격자상수가 약 3.63$\AA$인 FCC 구조이었다. 자화측정결과 x $\geq$0.25범위에서는 강자성, x$\leq$0.10에서는 상자성 그리고 x=0.15, 0.20에서는 초상자성의 특성을 나타내었다. Cu함량(x)이 증가함에 따라 자화값은 증가하는 현상을 보여주었다. 본 합금계의 측정한 분자당 스핀자기 모멘트 값은 국부환경모델을 이용하여 각 조성에서 계산된 Co원소에 대한 스핀자기 모멘트 값과 잘 일치함을 보여주었다.다.

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풍화토의 비배수 삼축압축시험시 전체 변형률 영역의 거동에 관한 연구 (The Behavior of Overall Strain Range in Undrained Triaxial Compression Tests for a Weathered Soil)

  • 안영대;오세붕;고동희;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.29-39
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    • 2002
  • 본 연구에서는 미소변형률에서 파괴규준을 포함하는 대변형률에 이르는 전체 변형률 영 역의 거동을 획득하기 위하여, LVDT를 장착하여 국부변위를 측정한 삼축압축시험을 수행하였다. 이러한 결과 미소변형률(0.001% 수준)에서 대변형를까지(10%)의 거동을 합리적으로 구할 수 있었으며, 불교란 및 교란 풍화토 시료에서의 변형계수가 미소변형률 영역에서 유사하게 나타났다. 그리고 공진주(RC)시험과 비배수 삼축압축시험에서 구한 정규화 전단변형계수$(G/G_{max})$ 곡선이 일치한 반면 최대전단변형계수$(G/G_{max})$는 포화도에 따라 상이하게 나타났다. 또한 비등방경화 구성모델의 계수 연구를 통하여 전체 변형률 영역 거동을 합리적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

IMT-2000을 의한 계층적 분산 동적 위치 관리 방법의 설계 및 평가 (Design and Evaluation of a Hierarchical Distributed Dynamic Location Management Scheme for the IMT-2000)

  • 배인한;이주영
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.161-170
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    • 2001
  • 미래 이동 통신 시스템에서 중요한 기술적인 문제 중의 하나는 사용자와 단말기의 위치 관리 기술과 핸드오프 기술을 포함하는 이동성 관리 기술이다 본 논문에서는 IMT-2000 환경에 적합한 계층적 분산 동적 위치 관리 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 위치 레지스터들로 클러스터를 구성하고, 그 클러스터들을 계층구조로 형성한다. 각 계층별 협동하는 다른 위치 관리 정책을 사용할 뿐만 아니라 다른 셀의 이동 단말기로부터의 국부 이동 단말기의 위치 질의 빈도를 고려한 위치 갱신 알고리즘을 사용한다. 그리고 분석적 모델을 통하여 제안하는 방법의 성능을 평가한다.

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