• Computational Structural Engineering
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• v.3 no.3
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• pp.113-123
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• 1990

The paper is concerned with the elasto-plastic and geometrically nonlinear analysis of shell structures using an improved degenerated shell element. In the formulation of the element stiffness, the combined use of three different techniques was made. They are; 1) an enhanced interpolation of transverse shear strains in the natural coordinate system to overcome the shear locking problem ; 2) the reduced integration technique in in-plane strains to avoid the membrane locking behavior ; and 3) selective addition of the nonconforming displacement modes to improve the element performances. This element is free of serious shear/membrane locking problems and undesirable compatible/commutable spurious kinematic deformation modes. In the formulation for plastic deformation, the concept of a layered element model is used and the material is assumed von Mises yield criterion. An incremental total Lagrangian formulation is presented which allows the calculation of arbitrarily large displacements and rotations. The resulting non-linear equilibrium equations are solved by the Netwon-Raphson method combined with load or displacement increment. The versatility and accuracy of this improved degenerated shell element are demonstrated by solving several numerical examples.

• Computational Structural Engineering
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• v.3 no.3
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• pp.133-140
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• 1990

Analysis of cable structures is complex because their force - displacement relationships are highly nonlinear and also because large deformations introduce geometric nonlinearity. Therefore, we must take account their geometric nonlinearity in the analysis and find the equilibrated shape of cable structures. In this paper, to slove these problems, numerical procedures involving geometrical nonlinearity are introduced. They are applicable to general cable net, flexible transmission lines and suspended cable roof. These procedures are divided into two parts; one is to obtain the equilibrated shapes and stresses of the cable structures with uniform load by flexibility iteration method, the other is to analyse the equilibrated structures subjected to nodal external forces by nonlinear finite element method.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07e
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• pp.2441-2443
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• 1999

광섬유에서 전송되는 신호의 예측을 위하여 편미분방정식인 비선형 슈래딩거 방정식(Nonlinear Schrodinger Equation, NLSE)을 단계분할 유한 요소법(Split-Step Finite Element Method, SS-FEM)을 적용하여 해석하였다. 수치결과를 해석적인 해가 알려진 솔리톤의 해로부터 전송되는 거리의 증가에 따라 각 단계마다 오차를 계산하였으며, 그 결과를 단계분할 푸리에법(Split-Step Fourier Method, SS-FM)에 의한 수치해와도 비교하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.639-642
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• 2011

이 연구에서는 완전 조립식 교량 하부구조의 비선형해석을 위한 전산플랫폼을 개발하였다. 완전 조립식 교량 하부구조의 비선형거동을 정확하게 파악하고 합리적이면서 경제적인 설계기준의 개발을 위한 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 그리고 접합면요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 예측할 수 있다. 제안된 해석기법은 수치예제에 대하여 비선형거동을 비교적 정확하게 예측하였다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.25 no.6A
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• pp.825-832
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• 2000

광섬유 통신 시스템이 고속화되고 장거리를 전송하게 될 수록 편광모드 분산의 중요성은 더욱 부각되어 있다. 따라서 본 논문에서는 복굴절 광섬유에서 비선형 광펄스의 전파특성을 편광 모드 분산의 영향을 고려하여 시뮬레이션하였으며 이러한 현상이 발생되는 것을 알 수 있었다. 그리고 광섬유 비션형성에 의해서 GVD(Group Velocity Dispersion)와 마찬가기로 PMD(Polarization Mode Dispersion)에서도 부분적인 보상 현상이 나타남을 수치 결과를 통해 알 수 있었다. 이러한 광 전송 시뮬레이션을 구현하기 위해서 기존의 단계분할 푸리에 방식 (SS-FM, Split-Step Fourier Method)보다 장거리 전송시 오차의 발생이 적은 단계 분할 유한 요소법)SS-FEM, Split-Step Finite Element Method)을 적용하였으며, 또한 그 단점인 수행 속도를 개선한 희귀 행렬 근사 단계 분할 유한 요소법을 제안하였다. 그 결과 제안된 방법이 기존의 푸리에 연산법이나 일반적인 유한 요소법과 비교하여 더 빠른 수행 속도를 나타내는 것을 알 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.3
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• pp.506-513
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• 1992

본 연구에서는 복합재 구조물에 대하여 유한요소해석법에 현상학적 모델인 전 단지연해석을 도입하여 강성저하와 모재파손을 예측하고 변형률을 매개변수로 한 Wei- bull 함수를 섬유파손해석에 도입하여 초기파손후의 거동을 묘사하고자 한다. 그리 고 면내전단하중이 작용하는 경우에 대해 전단지연해석을 수행할 수 있도록 모델링을 확장했다. 모재균열의 존재로 인한 단층의 강성변화는 실험으로 측정이 불가능하므 로 유한요소해석을 수행하여 비교하였다. 이 모델로부터 전단강성의 저하를 평가하 는 방법을 사용하였으며, 모재파손의 밀도 예측도 평균변형률 개념으로 전단효과를 고 려할 수 있도록 수정하였다. 그리고 초기파손후의 거동을 점진적으로 해석하기 위해 비선형 유한요소프그램을 작성하고, 상기의 모델을 도입하여 초기파손후의 거동을 보 다 정확히 묘사할 수 있는 방법을 제시하고 예로서 평시편에 대해 해석하고 실험치 및 타방법의 결과와 비교하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.4
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• pp.642-651
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• 1988

The present paper develops finite element procedures to calculate displacements, strains and stresses in initially stressed elastic solids subjected to static or time-dependent loading conditions. As a point of departure, we employ Hamilton's principle to obtain nonlinear equations of motion characterizing the displacement in a solid. The equations of motion reduce to linear equations of motion if incremental stresses are assumed to be infinitesimal. In the case of linear problem, finite element solutions are obtained by Newmark's direct integration method and by modal analysis. An analytic solution is referred to compare with the linear finite element solution. In the case of nonlinear problem, finite element solutions are obtained by Newton-Raphson iteration method and compared with the linear solution. Finally, the effect of the order of Gauss-Legendre numerical integration on the nonlinear finite element solution, has been investigated.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.72-75
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• 2010

본 논문에서는 열탄점소성 손상과 접촉 문제의 효율적인 해석을 위하여 적응성 영역/경계 분할법을 제안하였다. 적응성 영역/경계 분할법은 시간 증분 또는 반복 기법 단계에서 열탄점소성 손상과 같은 재료 비선형성을 감안하여 부영역을 재설정하며, 접촉에 따른 경계 비선형성은 경계면을 통하여 부영역으로부터 독립적으로 분할한다. 분할된 각각의 부영역과 경계면을 기준으로 유한요소 정식화를 수행하며, 공유면 및 접촉 공유면의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 일부 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬에 국한된다. 수치 실험을 통하여 적응성 해석 알고리듬의 기본적인 특성과 효율성 향상에 대하여 분석하였다.

• International Journal of Highway Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.195-201
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• 2009

In this paper, the critical strains for pavement design were calculated from both Layered Elastic Program (LEP) and Finite Element Method (FEM) and the case studies which give similar critical responses were compared. Although FEM has been realized as a superior model, LEP is more favorable to pavement design due to its simplicity and thus, the technique to calculate the correct critical responses using LEP is significant. This study showed that KENLAYER can possibly estimate the critical responses close to ones obtained from TTIPAVE, which considers nonlinear cross-anisotropic behavior of unbound base materials, by adjusting the stress point locations.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.10 no.1
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• pp.27-36
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• 1990

Two beam/column elements in order to analyze the geometric nonlinear plane framed structures including the effects of transverse shear deformation and bending stretching coupling are developed. In the case of the first element (finite segment method), tangent stiffness matrix are derived by directly integrating the equilibrium equations whereas in the case of the second element (finite element method) elastic and geometric stiffness matrices are calculated by using the hermitian polynomials including shear deformation effect as the shape function. Both elements possess the usual six degree of freedoms. Numerical results are presented for the selected test problems which demonstrate that both elements represent reliable and highly accurate tools.