• 제목/요약/키워드: 반복적인 동적 축소법

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2단계 동적 축소법을 적용한 구조물의 위상 최적 설계 (Structural Topology Optimization Using Two-level Dynamic Condensation Scheme)

  • 박수현;김현기;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.213-219
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    • 2006
  • 위상 최적화 문제는 다양한 밀도 분포를 가지는 설계영역에서 목적함수와 요소단위의 설계 민감도의 반복적인 계산을 요구한다. 최근 제안된 2단계 축소기법은 축소 시스템을 구축하는데 매우 효과적이며 고유치 문제와 동적 문제의 해석에 정확도와 효율성을 동시에 제공한다. 본 논문에서는 구조 위상 최적화 문제에서 해석 부분과 민감도 계산 부분에 2단계 동적 축소기법을 사용한다. 축소시스템에 대한 위상 최적화 결과는 축소되지 않은 전체 시스템에 대한 최적화 결과와 비교하여도 공학적으로 요구되는 정확도 범위 내에서 2단계 축소기법이 높은 정확도와 계산 효율을 보장하는 것을 보여준다.

부구조화 기법을 연동한 반복적인 동적 축소법 (I) - 비감쇠 구조 시스템 - (Iterated Improved Reduced System (IIRS) Method Combined with Sub-Structuring Scheme (I) - Undamped Structural Systems -)

  • 최동수;김현기;조맹효
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권2호
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    • pp.211-220
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    • 2007
  • This work presents an iterated improved reduced system (IIRS) procedure combined with sub-structuring scheme for large structures. Iterated IRS methods are usually more efficient than others because the dynamic condensation matrix is updated repeatedly until the desired convergent values are obtained. However, using these methods simply for large structures causes expensive computational cost and even makes analyses intractable because of the limited computer storage. Therefore, the application of sub-structuring scheme is necessary. Because the large structures are subdivided into several (or more) sub-domains, the construction of dynamic condensation matrix does not require much computation cost in every iteration. This makes the present method much more efficient to compute the eigenpairs both in lower and intermediate modes. In Part I, iterated IRS method combined with sub-structuring scheme for undamped structures is presented. The validation of the proposed method and the evaluation of computational efficiency are demonstrated through the numerical examples.

부구조화 기법을 연동한 반복적인 동적 축소법 (II) - 비비례 감쇠 구조 시스템 - (Iterated Improved Reduced System (IIRS) Method Combined with Sub-Structuring Scheme (II) - Nonclassically Damped Structural Systems -)

  • 최동수;김현기;조맹효
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권2호
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    • pp.221-230
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    • 2007
  • An iterated improved reduced system (IIRS) procedure combined with sub-structuring scheme for nonclassically damped structural systems is presented. For dynamic analysis of such systems, complex eigenproperties are required to incorporate properly the nonclassical damping effect. In complex structural systems, the equations of motion are written in the state space from. Thus, the number of degrees of freedom of the new equations of motion and the size of the associated eigenvalue problem required to obtain the complex eigenvalues and eigenvectors are doubled. Iterated IRS method is an efficient reduction technique because the eigenproperties obtained in each iteration step improve the condensation matrix in the next iteration step. However, although this reduction technique reduces the size of problem drastically, it is not efficient to apply this technique to a single domain finite element model with degrees of freedom over several thousands. Therefore, for a practical application of the reduction method, accompanying sub-structuring scheme is necessary. In the present study, iterated IRS method combined with sub-structuring scheme for nonclssically damped structures is developed. Numerical examples demonstrate the convergence and the efficiency of a newly developed scheme.

동적 해석의 효율적 축소기법에 관한 연구 (Study on the Efficient Dynamic System Condensation)

  • 백승민;김기욱;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.347-352
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    • 2007
  • 축소시스템 기법은 전체 구조의 거동을 나타내는 저차 고유모드를 근사화한다. 지난 연구에서 축소 시스템을 구축하기 위한 2단계 축소기법을 제안하였다. 첫 단계에서 리츠벡터를 이용한 각 요소의 레일리 지수를 통해 요소 에너지를 예측 하고 이를 토대로 후보영역을 선정한다. 다음 단계에서 후보영역에 포함된 자유도로 축소된 1단계 축소 시스템에 순차적 소거법을 적용하여 최종적인 주자유도를 선정한다. 이번 연구에서는 2단계 축소 기법에 축소시스템 개선을 위한 반복적 기법을 적용하여 중간영역에서의 고차모드의 정확도를 추가적인 시스템의 확장없이 구하는 방법을 제안한다. 이 방법은 축소시스템에서 고유치와 고유모드의 정확도를 조절하는 것까지도 가능하다. 최종적으로 제안된 기법의 성능을 수치 예제를 통해 검증한다.

비비례 감쇠 구조의 고유치 문제에 대한 반복적인 동적 축소법 (Dynamic Condensation using Iterative Manner for Structural Eigenproblem with Nonproportional Damping)

  • 조맹효;최동수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.342-349
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    • 2008
  • A selection method of primary degrees of freedom in dynamic condensation for nonproportional damping structures is proposed. Recently, many dynamic condensation schemes for complex eigenanalysis have been applied to reduce the number of degrees of freedom. Among them, iterative scheme is widely used because accurate eigenproperties can be obtained by updating the transformation matrix in every iteration. However, a number of iteration to enhance the accuracy of the eigensolutions may have a possibility to make the computation cost expensive. This burden can be alleviated by applying properly selected primary degrees of freedom. In this study, which method for selection of primary degrees of freedom is best fit for the iterative dynamic condensation scheme is presented through the results of a numerical experiment. The results of eigenanalysis of the proposed method is also compared to those of other selection schemes to discuss a computational effectiveness.

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