• 제목/요약/키워드: 에너지흐름유한요소해석

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파워흐름유한요소법에 의한 중고주파수 영역에서 단순 평판의 진동 해석 (Analysis of Vibration of a Simple Plate In a Medium-to-High Frequency Range With Power Flow Finite Element Method)

  • 서성훈;홍석윤;길현권;허영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.125-131
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    • 2003
  • 본 논문에서는 중고주파수 영역에서 진동하는 단순평판의 진동을 해석하기 위하여 파워흐름유한요소법을 적용하였다. 파워흐름해석법에서 주어지는 진동 에너지지배방정식의 해를 구하기 위한 수치해석 도구로써 유한요소법을 활용하였다. 이러한 파워흐름유한요소법을 적용하여 중고주파수 영역에서 진동하는 단순평판의 진동 변위와 진동인텐시티 분포를 구하였다. 또한 수치해 결과를 엄밀해와 유한요소법에 의한 근사해와 비교함으로써, 파워흐름유한요소법은 중고주파수 영역에서 진동 변위 및 진동 인텐시티를 예측하기 위하여 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다.

에너지흐름해석법을 이용한 중고주파수 대역 자동차 도어 진동예측 (Prediction of Vibrational Responses of Automotive Door System Using Energy Flow Analysis in Medium-to-high Frequencies)

  • 박영호;홍석윤;길현권
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권11호
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    • pp.1097-1102
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    • 2010
  • In this paper, the energy flow analysis(EFA) of the body-in-white door of a real automotive was performed using the energy flow finite element method(EFFEM) to effectively predict the vibrational responses of built-up structures in the medium to high frequency range. To increase the validity of EFA results, the structural hysteresis damping loss factor was measured by the experiment using the concept of statistical energy analysis(SEA). As the excitation frequency increases, the predicted results simulated with EFFEM generally agree with the experimental results.

파워흐름유한요소해석 프로그램의 특성과 이를 이용한 자동차 진동해석 (Characteristics of PFFEM program and vibration analysis of automobile using the developed program)

  • 박영호;홍석윤;서성훈;길현권
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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    • pp.1083-1088
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    • 2001
  • To predict vibrational energy density and intensity of complex structures in medium-to-high frequency ranges, Power Flow Finite Element Method(PFFEM) programs for the plate, beam and some coupled structural elements are developed at present. The vibration energy density and intensity of foreign vehicle is predicted successfully with FE full model of 60,000 DOF using the developed PFFEM program.

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관통보와 평판의 연결 구조물에 대한 진동인텐시티 해석 (Vibration Intensity Analysis of Penetration Beam-plate Coupled Structures)

  • 홍석윤;강연식
    • 한국음향학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.73-81
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    • 2002
  • 본 논문에서는 중고주파영역에서의 진동해석기법인 파워흐름해석 법을 보와 평판이 연성된 구조물에 적용하기 위하여 무한보가 무한평판을 수직으로 투과하는 구조물에서의 파워투과반사계수를 파동전달법을 이용하여 구하였다. 이러한 파워투과반사계수를 실제 구조물에 적용하기 위해서는 파워흐름유한요소법으로의 활용이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 파워투과반사계수를 이용하여 보 평판구조물을 위한 연결요소행렬식을 정립하였으며, 또한 보와 평판요소를 각각 해석할 수 있는 파워흐름유한요소해석 프로그램을 구성하고, 여기에 정립된 보와 평판간의 연결요소 행렬식을 대입하여 보와 평판이 연성된 구조물까지 해석이 가능한 프로그램으로 개발하였다. 이 프로그램을 이용하여 이상화한 선박의 선미부 구조물을 해석한 결과, 선박구조물에서 진동에너지분포를 구할 수 있었고, 진동 인텐시티를 통하여 구조물에서의 파워전달경로를 예측할 수 있었다.

파워흐름유한요소법의 진동해석 결과를 이용한 구조물의 방사소음 해석시스템 개발 (Development of Sound Radiation Analysis System Using the Results of Power Flow Finite Element Method)

  • 이호원;홍석윤
    • 한국음향학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.21-30
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    • 2001
  • 중고주파수 대역에서 구조물의 진동해석에 사용되는 새로운 기법인 파워흐름유한요소법과 음향방사문제를 해결하는데 사용되는 음향경계요소법을 이용하여 구조물의 진동해석에서 방사소음해석까지 일련의 과정이 순차적으로 이루어지는 해석시스템을 구축하였다. 평판으로 이루어진 임의의 형상 구조물의 진동해석을 수행하고, 이 때 얻어지는 표면에서의 에너지밀도를 음향해석을 위한 속도경계조건으로 활용하여 진동-소음해석을 수행하였다. 개발된 진동-소음해석 시스템의 검증을 위해 간단한 형상의 구조물을 모델링하여 상용화 패키지(SYSNOISE)의 해석결과와 비교하였으며 또한 여러 다양한 형상의 구조물에 대해서도 본 해석시스템을 적용하여 진동-소음해석을 수행하였다.

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동일 평면상에서 연성된 Mindlin 판 구조물의 에너지흐름유한요소해석 (Energy Flow Finite Element Analysis(EFFEA) of Coplanar Coupled Mindlin Plates)

  • 박영호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제53권4호
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    • pp.307-314
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    • 2016
  • Energy flow analysis(EFA) is a representative method that can predict the statistical energetics of structures at high frequencies. Generally, as the frequency increases, the shear distortion and rotatory inertia effects in the out-of-plane motion of beams or plates become important. Therefore, to predict the out-of-plane energetics of coupled structures in the high frequency range, the energy flow analyses of Timoshenko beam and Mindlin plate are required. Unlike the energy flow model of Kirchhoff plate, the energy flow model of Mindlin plate is composed of three kinds of energy governing equations(out-of-plane shear wave, bending dominant flexural wave, and shear dominant flexural wave). This paper performed the energy flow finite element analysis(EFFEA) of coplanar coupled Mindlin plates. For EFFEA of coplanar coupled Mindlin plates, the energy flow finite element formulation of out-of-plane energetics in the Mindlin plate was performed. The general EFFEA program was implemented by MATLAB® language. For the verification of EFFEA of Mindlin plate, the various numerical applications were done successfully.

복합평판구조물의 고주파수 대역 유체/구조 연성 소음진동예측을 위한 에너지흐름유한요소해석 (Energy Flow Finite Element Analysis for High Frequency Acoustic and Vibrational Prediction of Complicated Plate Structures Considering Fluid-Structure Interaction)

  • 윤태흠;박영호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제60권1호
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    • pp.20-30
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    • 2023
  • In this paper, the Energy Flow Finite Element Analysis (EFFEA) was performed to predict the acoustic and vibrational responses of complicated plate structures considering improved Fluid-Structure Interaction (FSI). For this, a new power transfer relationship was derived at the area junction where two different fluids are in contact on both sides of the plate. In order to increase the reliability of EFFEA of complicated plate structures immersed in a high-density fluid, the corrected flexural wavenumber and group velocity considering fluid-loading effect were derived. As the specific acoustic impedance of the fluid in contact with the plate increases, the flexural wavenumber of the plate increases. As a result, the flexural group velocity is reduced, and the spatial damping effect of the flexural energy density is increased. Additionally, for the EFFEA of arbitary-shaped built-up structures, the energy flow finite element formulation for the acoustic tetrahedral element was newly performed. Finally, for validation of the derived theory and developed software, numerical applications of complicated plate structures submerged in seawater or air were successfully performed.

MSC/NASTRAN 및 PCL을 이용한 구조물 내의 진동 파워 흐름 해석 기법 (A Technique for Calculations of Power Flow in Structures Using MSC/NASTRAN and PCL)

  • 홍진숙
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제11권8호
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    • pp.303-313
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    • 2001
  • The identification of power flow in dynamically loaded structures Is essential in the analysis of structure-borne noise. However there are no general purpose tools to estimate powers flow. To make matters worse. It is very difficult to measure it. The power flow can be formulated in terms of balance forces(ELFORCE) at each element and velocities at the associated node obtained with MSC/NASTHAN. In this paper the procedure which is consist of the computations of the balance forces of al1 elements and the velocities at all nodes using MSC/NASTRAN. The calculations of the power f1ow at each element using PCL(PATRAN Command Language) and the Preparation of post -processes is set UP.

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비자성체 이중관의 원격장 에너지 전달 경로 (Remote Field Energy Flow Path at Nonmagnetic Coaxial Tubes)

  • 이재경
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.526-531
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    • 2001
  • 공통축 형태로 배치된 비자성체 이중관에 있어서 유한요소해석 상용 소프트웨어와 실험적인 방법을 각각 이용하여 원격장 와전류 에너지의 전달 경로를 연구하였다. 연구결과 이중관에 있어서 원격장 와전류 에너지는 두 관 사이의 공간을 따라 흐르는 것이 아니라, 단일 튜브의 경우와 마찬가지로 외측 튜브의 외면을 따라 흐름을 확인하였다. 이는 원격장 와전류 효과의 관벽투과 특성이 이중관에 있어서도 유효함을 보여주는 것이다. 따라서, 중수로형 핵연료 채널과 같은 이중관 형태를 대상으로 내관 및 외관의 내 외부 결함 탐상, gap 분포 및 지지대의 위치 확인 등에 원격장 와전류 방법의 관벽투과 특성이 응용될 수 있음을 보였다.

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지중 열교환 시스템을 위한 열-수리 파이프 요소의 개발 (Development of Thermal-Hydro Pipe Element for Ground Heat Exchange System)

  • 신호성;이승래
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권8호
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    • pp.65-73
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    • 2013
  • 지중 열교환 시스템은 지속적인 에너지 효율의 개선으로 공간 냉난방을 위한 친환경적 에너지 기술로 주목받고 있다. 지중에 매설된 파이프는 내부 유체 순환을 통하여 인접한 지반과 열적 상호작용으로부터 직접적인 열에너지 교환을 수행한다. 하지만, 파이프의 수치모델링에서 열-수리가 연관된 난류해석과 파이프의 긴 세장비에 의한 메쉬사이즈의 부적합성은 열교환 시스템의 적절한 수치해석을 어렵게 하고 있다. 본 논문에서는 파이프 내부 유체흐름에 대한 에너지 보존의 법칙을 적용하여 지배방정식을 유도하였으며, Galerkin수식화와 시간적분을 통하여 열-수리 연동일차원 파이프 요소를 개발하였다. 그리고 제안된 파이프 요소를 기 개발된 다공질 재료를 위한 열-수리-역학(Thermo-Hydro-Mechanical) 해석을 위한 유한요소 프로그램과 결합하였다. 개발된 요소를 이용한 수치해석 결과는 열응답 시험(Thermal Response Test) 결과로부터 주위지반의 유효 열전도도를 평가하기 위하여 사용하는 선형 열원 모델이 인접 파이프간의 열적상호작용과 파이프의 단부효과에 의하여 지반의 열전도도를 과다 평가하는 것으로 보여주었다. 따라서 열응답 시험 해석 결과에 대한 역해석을 적용하여 최적의 수렴성을 보여주는 변환행렬을 제시하였다.