• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.335-341
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• 2017

본 논문에서는 고차미분 연속성을 가지는 형상함수에 기초하여 오일러-베르누이 보 유한요소모델을 정식화하였으며, 다양한 경계조건들에 대하여 그 성능을 평가하였다. 이러한 유한요소 모델들은 새로이 개발되는 고차 보 이론들과 논로컬 탄성이론에 기초한 보 이론들의 유한요소해석에 필요하다. 그러나 고차 연속성을 가지는 유한요소에 대한 성능평가는 문헌에서 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 $C^2$ 및 $C^3$ 두 종류의 고차 유한요소들을 정식화하여 외팔보, 단순지지, 고정-힌지 등의 경계조건들을 적용하고 정적해석을 수행하였다. 고전적인 경계조건들 이외에도 고차 경계조건들이 보의 거동에 미치는 영향을 비교분석하였다. 경계조건에 따라서는 처짐의 미분 값들이 경계주변에서 진동하는 현상이 관찰되었으며, 이는 기하학적 경계조건들에 대하여 뚜렷이 나타난다. 특히 고정단과 같은 경계에서의 변위의 고차미분 조건은 이러한 불안정한 현상을 유발한다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 고차 미분 연속성을 가지는 유한요소 이용에 가이드라인으로서 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권3호
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• pp.13-24
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• 2019

본 논문은 명시적 유한요소 해석을 이용하여 군함이나 수상함 아래의 수중에서 어뢰가 폭발할 때의 파편들의 거동을 조사하기 위하여 작성되었다. 본 연구에서는 LS-DYNA에서 라그랑주-오일러 (ALE) 접근법이라 불리는 유체-구조물 상호작용(FSI) 기법을 적용하여 어뢰파편과 선체의 응답을 관찰하였다. 오일러 모델은 공기, 물, 폭약으로 구성되며, 라그랑주 모델은 파편과 선체로 이루어져 있다. 본 모델링의 핵심은 최악파편이 어뢰로부터 가까운 곳(4.5 m)에 위치한 선체에 파공을 일으킬 수 있는지 여부를 파악하는 데 있다. 시뮬레이션은 별도의 두 단계로 수행되었다. 첫 번째의 예비해석에서는 팽창하는 어뢰의 외피가 찢어지는 데 폭약에너지의 30%가 소모된다는 가정 하에 수중폭발 시의 파편속도에 대해 잘 알려져 있는 실험결과를 토대로 최악파편의 초기속도를 결정하였다. 두 번째의 총괄해석에서는 최악파편이 선체에 부딪치기 직전에 보일 것으로 예상되는 파편의 종단속도를 찾고자 하였다. 그 결과, 주어진 조건 하에서 최악파편의 초기속도는 매우 빠른 것으로 나타났다(400 및 1000 m/s). 하지만 충돌이 발생할 때의 파편과 선체 간의 속도차이는 불과 4 m/s 정도로 매우 작았다. 이 결과는 물에 의한 큰 항력의 영향도 있지만 선체에 부여한 비파괴 조건도 영향을 끼쳤을 것으로 보인다. 하지만 적어도 본 논문에서 가정한 해석조건 하에서는 최악파편의 느린 상대속도로 인하여 선체에 파공이 발생하기는 어려운 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.573-578
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• 2009

Starting from the rotating beam finite element in which the interpolating shape functions satisfies the governing static homogeneous differential equation of Euler-Bernoulli rotating beams, we derived new shape functions that satisfies the governing differential equation which contains the terms of hub radius and setting angle. The shape functions are rational functions which depend on hub radius, setting angle, rotational speed and element position. Numerical results for uniform and tapered cantilever beams with and without hub radius and setting angle are compared with the available results. It is shown that the present element offers an accurate method for solving the free vibration problems of rotating beam.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.384-390
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• 2015

The vibration analysis of rotating inward beams considering the pre-twisted is presented based on Euler-Bernoulli beam theory. The frequency equations, are calculated using hybrid deformation variable modeling along with the Rayleigh-Ritz assumed mode methods. In this study, resulting system of ordinary differential equations shows the effects of angular speed, and Young's modulus ratio. It is believed that the results will be a reference with which other researchers and commercial FE analysis program, ANSYS can compare their result.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.420-425
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• 2015

In this paper a transfer matrix method is developed to solve for bending vibration of beam with linearly reduced width, and subsequently used to determine the exact natural frequencies for such problems. The differential equation, shear force, and bending moment are derived from Hamilton's principle, and the roots of the differential equation are computed using the power series solution of the Frobenius method. The effect of various taper ratio for bending vibration of beam with linearly reduced width is investigated in detail, and to validate the accuracy of the proposed method the results computed are compared with those given from commercial software(ANSYS).

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.188-193
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• 2013

The large mass method for dynamic analysis of statically determinate beams subjected to in-phase support motions is justified by showing that the equation of motion of the beams under consideration is equivalent to that of large mass model of the beam when an appropriate large mass ratio is employed. The accuracy of the stress responses based on the beam large mass method is investigated through careful numerical tests. The numerical results are compared to analytic solutions and the comparison shows that the large mass method yields not only the time history of motion but also the distributions of bending moment and shear force accurately.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.194-199
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• 2013

Using moving support finite elements, seismic analysis of statically-determinate beams subjected to support motions is performed to show its accuracy and its ease of use. Examples of cantilever and simply-supported beam subjected to support motions are illustrated and the numerical results are compared with the analytical solutions. The examples show the elements facilitate modeling beams with the conventional 2-noded, Hermitian, Euler-Bernoulli beam element. The comparisons of the results with analytical solutions show good agreements with high accuracy.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제10권E호
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• pp.357-370
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• 1994

지역 규모 대기 모형과 결합된 오일러 장거리수송 모형이 제시되었다. 이 모형을 Cross-Appalachian Tracer Experiment (CAPITX)의 2개 사례에 나타난 추적물 농도 분포 모사에 적용하였다. 기상장은 CSU RAMS에 4차원 자료 동화 기법을 도입하여 도출하였고, 추적물 수송은 오일러 확산 모형으로 계산된다. 4차원 자료 동화 기법을 포함한 대기 모형은 관측과 잘 일치하는 기상장을 도출하였으며, 장거리 수송 예측에 이용될 다양한 기상 자료의 도출을 위한 매우 적절한 도구가 될 수 있음을 보였다. 이 연구에서 개발된 수송 모형은 관측 농도 분포가 복잡한 구조를 보인 사례에 대해서는 부분적인 성공을 거두었으나, 대체로 관측된 추적물 수송을 유사하게 모사하였다. Bott's 2nd-order scheme을 사용한 결과는 Bott's 4th-order scheme을 사용하고 명시적인 수평 확산을 증가시킨 경우와 유사한 수행 능력을 보였다. 이 대기 모형과 수송 모형은 상세한 구름 및 화학 과정들을 고려한 산성 침적 모형의 훌륭한 기본 틀이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권12호
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• pp.1738-1746
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• 2002

In the FSI (Fluid-Structure Interaction) problems, two different governing equations are to be solved together. One is fur the fluid and the other for the structure. Furthermore, a kinematic constraint should be imposed along the boundary between the fluid and the structure. We use the combined formulation, which incorporates both the fluid and structure equations of motion into a single coupled variational equation so that it is not necessary to calculate the fluid force on the surface of structure explicitly when solving the equations of motion of the structure. A two-dimensional channel flow divided by a Bernoulli-Euler beam is considered and the dynamic response of the beam under the influence of channel flow is studied. The Navier-Stokes equations are solved using a P2P1 Galerkin finite element method with ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) algorithm. The internal structural damping effect is not considered in this study and numerical results are compared with a previous work fer steady case. In addition to the Reynolds number, two non-dimensional parameters, which govern this fluid-structure system, are proposed. It is found that the larger the dynamic viscosity and density of the fluid are, the larger the damping of the beam is. Also, the added mass is found to be linearly proportional to the density of the fluid.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.41-46
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• 2001

최근에 선박이 대형화되는 추세에 힘입어 조선소는 광폭천흘수선, 초대형 원유운반선 및 초대형 컨테이너선 등을 건조하고 있다. 이와 같은 선박은 상대적으로 다른 선박에 비해 강성이 작기 때문에 파랑 중에서 유탄성 운동을 하게 되고, 입사하는 파고가 작은 경우에도 선체의 2절 모드의 진동에 의해 선체의 갑판이 피로 파괴되는 경우가 종종 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 전진하는 선박의 유체 압력을 계산하기 위해 적분방정식은 3차원 소오스 분포법을 사용하고, 그린함수는 전진하면서 동요하는 형태를 이용하였다. 방사문제는 선박을 여러 개의 단면으로 나누어 단면간의 간섭효과를 고려하여 heave 및 pitch 강제동요와 관련된 부가질량 및 조파 감쇠계수를 계산하였고, 파강제력은 각 단면에서 선행해에 의한 힘만 고려하였다. 선박의 각 단면의 수직운동은 선박에 대한 운동방정식을 이용하고 강성행렬은 오일러 보 이론에 의해 산정되었다. 계산은 Esso-Osaka 선박을 모델로 도입하여 입사하는 파도의 주파수가 변함에 따른 선박의 각 단면에 대한 운동, 굽힘 모우멘트를 계산하였다.