• 대한수학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.543-566
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• 2001

이차원 선형 탄성방정식을 소개하고 약한 형식 타원성을 보여준다(P-1)순응 유한요소를 사용할 때 나타나는 잠김현상을 설명하고 그 해결책으로서 비순응 유한요소법과 penalty 항을 가진 혼합문제, 일계 최소자승법 등을 소개한다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.287-293
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• 2002

조석을 수치모의하기 위해 North carolina 대학의 R.A. Luettich와 Notre Dame 대학의 J.J. Westerink가 개발한 ADvanced CIRCulation model for oceanic, coastal and estuarine waters(ADCIRC) 유한요소모형 (Luettich, et al., 1992)은 수심 적분된 2 차원 모형(2DDI)과 3차원 모형(3DL)으로 구성되어 있는데, 그 중 2차원 ADCIRC 유한요소모형은 천수방정식에서 연속방정식과 운동방정식을 합성하여 수면변위에 대해 하나의 식으로 표현한 파동방정식(wave equation)을 지배방정식으로 사용하고 있다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.588-593
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• 2006

자연하천은 일반적으로 만곡수로나 사행수로 형태를 보이고 있으며, 직선수로에서와 달리 원심력에 기인한 이차류 영향을 받게 된다. 이차류에 의해서 수면에서는 만곡부 바깥쪽으로, 하상에서는 만곡부 안쪽으로의 흐름특성을 보이게 된다. 만곡부 안쪽으로 가해지는 하상 전단응력에 기인하여 하상에서의 입자가 만곡부 안쪽으로 이송되며, 결과적으로 만곡부 안쪽에는 점사주가, 바깥쪽에는 소(pool)가 생성된다. 또한 지형경사의 생성으로 입자에 가해지는 중력효과도 변화된다. 따라서 이와 같은 자연하천의 흐름과 하상변동을 수치모의 하기 위해서는 만곡부 이차류 특성을 고려한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 수심 적분된 흐름방정식과 하상토 보존방정식 (Exner equation)을 이용한 하상변동을 위한 비연계 수치모형을 위해서 하상토 보존방정식의 유한요소 알고리즘을 개발하였다. 하상토 보존방정식은 흐름 특성에 따른 평형 유사량의 공간변화율을 이용하여 일정 기간 동안의 하상 변화량을 계산한다. 이 때 이차류에 의한 하상 전단응력의 편각 및 지형경사 변화에 따른 실제 입자의 이송방향을 보정하여 평형 유사량이 계산된다. 이러한 보정식을 적용시키기 위해서는 유속성분의 공간변화량 및 지형경사의 공간성분이 필요하다. 유한요소법은 연속성 변수를 이산화시켜 근사해를 구하는 수치기법의 일종이기 때문에, 요소망이 불규칙적으로 구성되었을 경우 임의의 절점에서 연속성을 지닌 변수의 공간변화율을 계산하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평형 유사량 계산 시에 절점이 아닌 요소 내부에서 평형 유사량을 계산하는, 하상토 보존방정식의 새로운 유한요소 알고리즘을 개발하고, 새로운 알고리즘을 적용시킨 수치모형의 검증을 행하였다. 경계조건 알고리즘의 검증으로 위해서 Soni 등 (1980)이 행한 상류 유입 유사량에 따른 하상변동을 수치 모의하고 실험치와 비교하였으며, Sutmuller와 Glerum (1980)이 수행한 만곡수로에서의 하상변동을 모의하고 실험과 비교하였다. 새로운 알고리즘을 적용시킨 하상토 보존방정식의 유한요소 수치모형의 결과는 매우 안정적이며, 실험과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 수치모델은 현재 균일한 입자의 하상토만을 고려하므로, 입자분급이나 하상 장갑화 현상 등은 무시한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.27-34
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• 2020

구조물에 대한 축대칭 쉘요소는 지반과 구조물의 상호작용에 대한 유한요소해석에서 효율성과 정확성을 높이게 된다. 본 논문에서는 Kirchhoff 이론에 근거한 축대칭 쉘요소의 힘평형 방정식과 모멘트 평형 방정식을 유도하였다. 축방향 변형에 대한 지배방정식은 등매개변수 형상함수를 이용한 Galerkin 수식화를 수행하고, 휨에 대한 지배방정식은 고차의 형상함수를 이용하였다. 개발된 축대칭 쉘요소는 지반과의 연계해석을 위하여 지반해석 유한요소 프로그램인 Geo-COUS에 결합하였다. 원형판과 액체 저장 탱크에 대한 예제해석을 통하여 개발된 요소의 정확성을 확인하였다. 그리고 축대칭 쉘요소에 대한 에너지 평형방정식을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.576-580
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• 2007

수치기법이 복잡한 Boussinesq 방정식 대신 간단한 선형 Boussinesq 형태의 파동방정식을 지배방정식으로 사용하면서도 완변수심상 지진해일 전파시 요구되는 물리적 분산효과를 정도 높게 고려할 수 있는 분산보정 지진해일 전파 유한요소모형을 개발하였다. 수심이 변하는 지형에서의 분산보정능력을 검증하기 위해 수중 원형천퇴상을 전파하는 Gaussian 형상의 가상지진에 대해 수치모의를 수행하고, 그 결과를 선형 Boussinesq 방정식에 의해 계산된 수치해와 비교하였다. 그 결과 개발된 유한요소모형이 수심이 변하는 지형에서도 상당히 정확하다는 것이 입증되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.527-531
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• 2005

지진해일파는 풍파에 비해 파장이 매우 길어 장파로 간주되지만 조석에 비하면 파장이 짧아 상대적으로 분산성이 강하므로, 먼거리를 전파하는 경우에는 분산성을 고려하여 해석하여야 한다. 특히 동해에서 발생하는 지진해일의 경우 파원이 작고 수심이 깊어 단주기파 성분이 강하므로 그 물리적인 분산효과가 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 지진해일 수치모의시 임의로 구성된 유한요소망과 양해법을 사용하면서도 복잡한 Boussinesq 방정식 대신 간단한 Boussinesq-type의 파동방정식을 사용하면서도 물리적 분산효과를 정도 높게 고려할 수 있는 능동적인 분산보정기법을 이용한 2차원 유한요소모형을 개발하여 가상진원에 의해 발생된 2차원 지진해일 전파에 대하여 수치모의한 결과, 요소크기와 시간간격이 고정되었음에도 불구하고 다양한 수심에 대해 선형 Boussinesq 방정식의 해석해와 매우 잘 일치하는 좋은 결과를 보였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제6권2호
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• pp.137-146
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• 1993

유한요소법을 이용하여 반도체 해석을 하는 경우 국부적인 overshoot, 진동 및 해의 발산등의 문제점등이 발생하기 쉽다. 이는 지배방정식의 특성에 좌우되는 경우가 많은데 특히 반도체 전류연속 방정식을 처리하는 데는 그 해석이 매우 불안정하다. 본 연구에서는 유한요소법을 반도체 해석에 적용하는 경우 해의 발산원인을 적용 방정식의 수치적 안정도 검사에 의하여 도출하였으며 이 요인이 요소상수 m의 값에 좌우됨을 밝혔다. 또한 요소상수가 후치조작에 의해서만 계산될 수 있는 단점을 보완하기 위하여 적응요소법을 도입하여 프로그램으로 구현함으로써 임의의 초기 요소망과 초기치에 대해서도 자동적으로 해의 수렴을 얻을 수 있는 적응해석 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램의 효용성을 검증하기 위하여 GaAs MESFET 모델을 선정하여 계산하였고 산출 결과를 검토해 본 결과 임의의 초기치에 대해서도 강인한 수렴성을 얻을 수 있었으며 요소 분할이 필요한 부위에만 집중됨으로써 비교적 적은 수의 요소만으로도 해를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권4호
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• pp.174-186
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• 1998

본 연구에서는 지배방정식으로 확장형 완경사방정식을 사용하고 무한요소를 이용하여 방사조건을 처리하는 Galerkin 유한요소 모형을 수립하였다. 수립된 모형의 타당성과 적용성을 입증하기 위하여 Ippen and Goda((1963)의 완전개방 직사각형 모형항만에서의 항만 공진과 Sharp(1968) 및 Chandrasekera and Cheung(1997)의 원형 천뢰상을 전파하는 파랑 변형에 대한 수치해석을 실시하였다. 수리모형실험 및 복합요소 모형에 의한 결과와의 비교를 통하여 본 모형이 급경사 지형에도 매우 양호한 결과를 제시함을 확인하였다. 마지막으로 방파제의 대안으로 고려될 수 있는 원형 해저 우물을 설정하고 이를 지나는 파의 변형 특성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.43-52
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• 2003

본 논문은 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복에 따른 2차원 R/C 구조물의 극한거동 덴 한계상태설계에 관한 연구를 다룬 것으로, 유한요소모델에 적용하여 비선형 해석 및 한계상태설계가 가능한 수치 해석 및 설계 알고리즘을 소개하였다. 철근의 설계를 위하여, 각 유한요소의 극한거동에 기초한 한계상태설계방정식이 유한요소 알고리즘에 도입되었다. 한편, 하중에 따른 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복을 고려한 2차원 R/C 평면요소의 단순화된 실용적 비선형 응력-변형률 거동의 구성관계모델을 제시하여 비선형 유한요소해석 알고리즘을 구성하였다 제시된 해석 모델을 R/C 전단벽의 실험모델과 비교하여 검증하도록 하였으며, R/C 전단벽에 대한 설계 예를 통하여, 각각의 유한요소에서 얻어진 설계 철근비를 한계상태설계방정식으로부터 산정하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.84-88
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• 2012

본 연구에서는 완경사 방정식을 이용한 유한요소모형에서 경사 경계면을 효율적으로 처리할 수 있는 수치기법을 소개하였다. 유한요소법은 다른 수치기법과 다르게 불규칙한 지형에도 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있어 복잡한 지형 형태를 갖는 연안에서 발생하는 수리현상을 해석하기 위하여 빈번히 사용되었다. 그러나 유한요소모형에 사용된 지배방정식이 타원형 미분방정식인 경우에는 연직방향으로 경사진 경계면에서의 경계처리가 쉽지 않다는 단점이 있다. 본 연구에서는 Bessel 함수를 이용하여 경사진 경계면을 처리하는 방법을 소개하고 얻어진 결과를 해석해와 비교하였다.