• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.398-402
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• 2007

본 연구에서는 삼각 요소망을 구성하는데 사용되는 기존의 Delaunay Triangulation 기법 외에 Advanced Front Technique 알고리즘을 적용하여 하천의 경계가 중요시되는 해석 모델에 적합한 삼각 요소망을 생성하고자 한다. Advanced Front Technique 알고리즘은 외부 경계를 따라 삼각 요소를 형성하기 시작하여 전체 해석 영역으로 요소를 채워가는 방법이다. 이 방법은 위에서 언급한 Delaunay Triangulation 기법의 단점인 해석 영역의 경계에서 요소의 형질이 좋지 못한 문제를 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 미리 절점을 생성하지 않으므로 메모리를 절약하는 효과도 얻게 된다. Advanced Front Technique 알고리즘은 외부 경계의 노드(i)와 노드(i+1)을 Front로 하고, 이등변삼각형을 이루기 위해 해석 영역 내부의 적절한 위치에 새로운 절점(C)을 생성한다. 이렇게 Front와 새로운 절점(C)으로 이루어진 이등변 삼각형 요소가 생성된 후에, Front는 다음 Front로 전진하면서 점차 해석 영역의 내부로 삼각형 요소를 채우게 된다. 이와 같은 방법에 의해서 해석영역의 경계에서는 비교적 이등변 삼각형에 가까운 삼각 요소가 생성된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1634-1638
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• 2008

하천의 2차원 흐름 해석, 유사이동 해석, 오염확산 해석을 위한 유체의 수치해석법에는 유한요소법, 유한차분법, 유한차분법의 변형인 유한체적법, 경계적분법 등이 있다. 유체에 대한 수치해석 기법으로 전통적으로 가장 많이 사용되고 있는 방법은 유한차분법이지만, 비구조적 요소망(unstructured mesh)을 이용하여 복잡한 형상을 표현하기가 상대적으로 용이한 유한요소법이 다양한 형태의 하천 해석에는 더욱 적합할 것이다. 본 연구에서는 비구조적 요소망을 advanced front method를 이용하여 생성해 보았다. Advanced front method는 해석하고자 하는 영역에 적절한 절점들을 생성한 후 삼각 요소망을 구성하는 grid based advanced front method와 절점들을 생성하지 않고 해석 영역에 삼각 요소를 바로 구성하는 element based advanced front method로 나눌 수 있다. Grid based advanced front method에서 해석 영역에 적절한 절점을 생성하는 방법으로는 일반적인 격자 구조의 절점 생성 방법을 적용하였으며 경계와의 거리가 가까운 절점은 생성되지 않으며, 삼각 요소를 구성할 때에는 두 개의 인접 절점을 비교하여 최적의 삼각 요소를 구성하게 된다. 단 두 개의 인접 절점만을 비교함으로서 비교적 빠른 시간 안에 최적의 삼각 요소망을 구성할 수 있다. 삼각 요소망을 생성한 후에는 Laplacian smoothing을 이용하여 삼각 요소망의 형질을 개선하였다. Element based advanced front method는 외부 경계에서부터 시작된 Front가 내부 영역으로 확대되어지며 각 Front에서 적절한 절점을 직접 생성하여 바로 삼각 요소를 구성하게 된다. Front에서 생성된 절점은 인접 절점들이 있는지 검색하여 인접 절점이 있다면 생성된 절점은 삭제되어지며 인접 절점이 삼각 요소를 위한 나머지 한 점으로 채택되어진다. Front는 외부 경계와 교차되어지지 않아야 하며 또한 연속된 Front를 효율적으로 관리하기 위해 list 자료 구조를 활용하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.21 no.12
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• pp.1973-1983
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• 1997

Higher order isoparametric elements are usually used in the finite element analysis because they can represent easily the geometric shape of a complex structure ad can improve the solution quality. When these elements are used, the position of internal nodes affects greatly on the solution accuracy. Decreasing of the accuracy related to the position of internal nodes is due to non-conformal mapping often results in an unstable Jacobian value. This paper, in order to remove this difficulty, suggests a modified shape function which can establish conformal mapping between two coordinate systems. Numerical experiments with the proposed shape function show that a stable solution can be obtained without respect to the position of internal nodes, and offer convenience that one can take arbitrarily the position of internal nodes considering only the geometric shape of element boundaries.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.18 no.1
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• pp.31-39
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• 2014

In order to design rigid zone area of frame structures, it is important to predict the direction change of internal stresses according to the bending moment acting on the joint region. In this study, it was examined whether current highway bridge design standards are useful to design different types of rigid joints having a various haunch shapes. In addition, stress distributions of inside of various rigid joints were inspected using the linear elastic finite element analysis. Based on the results of finite element analysis, the strut-tie models to design rigid joints are proposed. Suggested by this study, the strut-tie models have a same level of accuracy to a linear elastic finite element analysis. The proposed strut-tie models will be useful to design reinforcement details of rigid joints having a various haunch types.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.8 no.4
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• pp.57-64
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• 2008

In scissors deployable structure which could be easily removed by folding it, a method of curvature variation in the profile and the structural characteristics were examined. At first, the relation between the profile curvature and a eccentricity of joint in scissors members is presented by a formula and a graph. And then, the structural characters of scissors members with the curvature variation are presented by analysing a several models based on this relation. Also, a real modeling study is achieved in accordance with this composition method and the possibilities to be developed with the expected profile shape was examined.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.185-199
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• 1999

본 연구에서는 새로운 spline 유한대판 요소를 제안하였다. 제안된 정식화는 등매개 개념에 의해 기하학적 형상과 변위장을 가정함에 있어 길이방향은 3차의 B-spline 곡선으로, 횡방향에 대해서는 Lagrange 다항식에 의해 표현된다. 이 논문은 평판과 쉘해석에 있어서의 등매개 spline 유한대판 요소의 개선에 목적을 두고 있다. 이 새로운 요소는 스트립의 내부 절점에서 6개의 자유도를 갖는 합-응력 감절점 쉘 요소로부터 유도하였다. 스트립의 기하학적 형상은 강체 회전에 대한 정의에 위배되지 않고도 두께 방향을 따라 Jacobian이 일정하다는 가정을 따랐으며 고체역학에서 정의되는 면내 회전을 penalty 함수에 의한 구속조건으로 간주하여 면내 회전에 관계된 자유도를 생성하였다. 제안된 요소에 대하여 쉘의 전형적인 문제에 대한 수치예제를 보였으며 이 스트립 요소의 성능을 평가하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.32 no.4
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• pp.257-263
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• 2019

Multilayered structures include lamination by relatively thick plies and thin interlayers. For efficient peridynamic analysis of dynamic fracturing multilayered structures, the interlayer is modeled using ghost peridynamic particles while the ply is formulated via real peridynamics. With the nonlocal ghost interlayer, one may keep the discretization resolution low for the ply. In this study, the characteristics of dynamic wave propagation through the nonlocal ghost interlayer in peridynamic analysis are investigated. It is observed that the interlayer not only binds adjacent plies, but also significantly influences energy transfer between plies, and thereby their deformation and motion. In addition, near a surface or boundary, peridynamic particles do not have a full nonlocal neighborhoods. This causes the effective material properties near the surface to be different from those in the bulk. Surface correction based on neighborhood volumes is employed. The impact of surface correction on wave propagation in multilayered structures is investigated.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.31 no.4
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• pp.423-434
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• 1995

It was used boundary element method(BEM) and analysed axisymmetric problem to solve hydraulic cylinder for large vessel acting uniform internal pressure(25N/m super(2)) within elastic limit. This paper was utilized the carbon steel tubes for machine structural purposed model, inner radius was 150mm and outer radius was 250mm, axial length was semi-infinite and the isoparametric element was used. The important results obtained in this study were summarized as follows. Radial, tangential and shearing stress occured the maximum stresses(48, -20 and 34MPa) at the inner radius and the minimum stresses(32, -4 and 18MPa) at the outer radius of the hydraulic cylinder for large vessel. But negative signs have meaning compressive stress and stress diminution ratio was about 0.15MPa/mm. The use of isoparametric element raised accuracy and the increment of input data lessened the error in internal point but computer run-time was increased. The double node was improved the internal solutions to settle discontinuity at corner and the double exponential formula lessened error of stress value at boundary neighborhood. And then coincidence between the analytical and exact results is found to be fairly good, showing that the proposed analytical by BEM is reliable.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.16 no.2
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• pp.207-216
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• 2003

In this paper, the finite element method for the elastodynamic axisymmetric fracture analysis is presented in matrix form through the application of the Galerkin method to the time integral equations of motion with no inertia forces. Isoparametric quadratic quadrilateral element and triangular crack tip singular elements with one-quarter node are used in the mesh division of the finite element model. To show the validity and accuracy of the proposed method, the infinite elastic medium with the penny shaped crack is solved first and compared with the analytical solution and the numerical results by the finite difference method and the boundary element method existing in the published literatures, and then the dynamic stress intensity factors of solid and hollow cylinders of finite dimensions haying penny-shaped cracks and internal and external circumferential tracks are computed in detail.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.182-182
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• 2011

현재 국내에서 PSC 거더의 제작은 주로 포스트텐션방식을 사용하고 있다. 포스트텐션방식은 콘크리트 양생 후 긴장력을 도입하여 제작회전율이 높은 특성을 가지나 쉬스, 그라우팅, 정착장치 등이 요구되어 조립과정이 복잡하고 제작단가가 높다. 교량에 적용되는 PSC 거더를 포스트텐션방식 대신에 프리텐션방식으로 제작한다면 제작단가를 대폭 감소시킬 수 있을 것이나, 교량용 PSC 거더의 길이가 일반적으로 30~50m이므로 공장에서 제작하여 현장으로 운반하는 것은 운반비용의 상승 및 운반 가능한 크기의 제한을 받게 된다. 운반의 문제를 해결하기 위해서는 현장에서 PSC 거더를 제작하여야 하는데 현장에 긴장대를 고정식으로 설치하는 것은 제작단가의 상승으로 이어져 경제성을 잃게 된다. 따라서 현장에서 사용할 수 있도록 이동식 긴장대를 제작한다면 경제성을 갖춘 프리텐션방식의 PSC 거더 생산이 가능할 것이다. 50m급 이동식 긴장대에는 약 10MN에 이르는 매우 큰 긴장력이 가해져 이동식 긴장대가 콘크리트 양생전까지 이 긴장력을 저항하여야 한다. 본 논문에서는 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 50m급 PSC 거더를 생산할 수 있는 이동식 긴장대를 모델링하여 약 10MN에 이르는 긴장력이 가해질 때에 이동식 긴장대의 각 구성요소의 거동특성 및 하중에 대한 안전성 및 좌굴에 대한 안정성 확보 여부를 해석적으로 파악하고자 한다. 이동식 긴장대는 구성요소인 정착블럭(긴장BOX)과 중간연결블럭으로 나누어 모델링하였다. 정착블럭(긴장BOX)은 다수의 강판을 4절점 쉘요소(S4R)를 사용하여 직육면체의 BOX 형상에 내부를 보강한 단면으로 구성하였고, 중간연결블럭은 H형강 2개를 일체화한 긴장대 거더와 콘크리트 바닥판 블록이 볼트로 합성된 구조이며, H형강은 4절점 쉘요소(S4R), 바닥판블럭은 8절점솔리드요소(C3D8R)를 사용하였다. 긴장대거더와 바닥판블럭은 합성거동을 하도록 weld option을 사용하여 부분적으로 결합하였다. 정적해석결과 이동식 긴장대에 발생하는 응력은 도로교 설계기준에 SS400 강재의 허용응력 140MPa 보다 작으며 선형탄성좌굴 해석결과 가력하중의 2.22배 약 21MN의 하중이 가력되어야 전체좌굴이 발생하게 될 것으로 추정된다. 해석결과를 보아 50m급 PSC 거더를 생산할 수 있는 이동식 긴장대는 하중에 대한 안전성 및 좌굴에 대한 안정성을 확보하고 있는 것으로 판단된다.