• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.234-238
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• 2015

When we use a Finite Elements Method (FEM) to solve a linear static analysis problem, number of elements need to be sufficiently small for convergence of the solution. If we analysis a part, whose curvature is varying heavily, we face to determine how small the elements size is, because the calculated stress is increased as the elements are smaller. In this case, we need to analysis with mesh insensitive method, stress linearization. We can get a solution that is not varying with the elements size if the size is smaller than a certain level. In this paper, we evaluate a pressure vessel having geometrical discontinuities using stress linearization. First, we analysis the vessel with global model, including all part of the vessel, using large shell elements. Second, we analysis the local part of the vessel, which is the small part occurring maximum stress, using small continuum elements. Last, we evaluate the safety of the pressure vessel according to the ASME Sec. VIII Div 2.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.417-424
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• 2011

핵연료집합체는 상단고정체, 하단고정체, 지지격자체, 제어관/계측관과 핵연료봉의 5 가지 주요 구성품으로 이루어져 있다. 여기서 상/하단고정체는 다른 구성품과 달리 ASME, Section III, Division 1 - Subsection NB 의 운전조건 A, B 에서의 stress intensity limits 를 만족하여야 한다. 이중냉각 핵연료집합체는 집합체당 출력을 증가시키기 위해서 기존의 가압경수로용 핵연료집합체에서 핵연료봉의 배열과 위치를 변화시켰는데 이로 인하여 핵연료봉 내/외부유로로 냉각수가 잘 흐를 수 있도록 상/하단고정체의 유로판의 형상을 수정하여야 한다. 본 논문에서는 설계하중조건에 대하여 수정된 상단고정체 유로판의 건전성평가를 위해 수행한 응력선형화과정을 자세히 설명하고 평가결과에 대하여 기술하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.85-91
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• 1986

심해나 해상조건이 나쁜 지점에서 운영될 해양구조물의 설계시에는 파랑하중에 대한 구조물의 피로수명예측이 매우 중요하다. 본 논문에서는 랜덤파랑하중에 의해 해양구조물에 발생되는 응력의 bandwidth가 구조물의 피로수명예측 결과에 주는 영향에 대하여 연구하였다. 구조물의 동적거동해석은 비선형 점성저항력의 선형화를 통한 주파수영역해법을 사용하여 수행되었으며, 랜덤응력스펙트럼을 구하고 이를 바탕으로 피로해석을 수행하였다. 피로손상의 예측을 위한 랜덤응력 cycle의 산정은 narrow band cycle 산정법과 함께 wide band process 에 대하여 더 적정한 rainflow cycle 산정법을 사용하였다. 수심이 다른 지점에 위치한 2개의 구조물을 택하여 예제해석을 수행하였으며, 두 응력 cycle 산정법에 의해 얻은 피로해석 결과들을 비교하고 응력의 bandwidth의 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.642-651
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• 1988

본 연구에서는 정적 혹은 동적인 하중을 받는 탄성체의 변위, 응력 등을 구할 수 있는 유한요소해석을 하였다. 이 경우에 얻어지는 대수적인 운동방정식은 비선형 적이지만 증분응력이 미소한 경우에는 선형화될 수 있다.따라서 유한요소식의 해법 도 선형적인 경우와 비선형적인 경우로 나누어 생각한다.선형문제에 대한 해법으로 는 (1) 정하중:Gauss소거법, (2) 동하중:모우드에 대한 해석 또는 Newmark의 직접적분 법을 사용했고, 비선형적인 문제에 대한 해법으로는 (1) 정하중:Newton-Raphson반복법, (2) 동하중 :Newton-Raphson 반복법에 의거한 Newmark의 직접적분법을 사용하였다. 비선형적인 문제의 풀이시에는 Newton-Raphson방법으로 반복하여 계산하면서 외력과 등가절점하중의 평형이 이루어지도록 하므로 상당히 많은 양의 계산이 필요한데, 이때 서로 종류가 다른 강성매트릭스의 수치적분시 각기 다른 차수의 Gauss-Legendre 적분 을 시도하여, 발생된 오차 및 계산시간의 변동 등을 고찰하므로써 계산량의 감소방안 을 찾아 보았다. 또한 초기응력이 균일한 경우, 선형해와 비선형해를 비교함으로써 증분응력의 영향을 무시하는 선형해석의 적용타당성을 검토하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.947-958
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• 1986

물-증기 역류 성층이상유동에서의 평균 액체층 두께가 여러가지 경사각과 종횡비에 따라 측정되었다. 난류유동에 있어서 전단응력분포의 선형화와 von Karman의 혼합길이 이론을 근거로 평균 액체층의 두께에 대한 관계식이 제시되었으며 실험결과와 잘 일치하였음을 보였다. 접촉면에서의 조파저항이 고려되지 않은 해석결과는, 수평 성층유동의 경우에, 평균 액체층 두께보다는 오히려 파곡까지의 액체층 두께를 예측하고 있는 것으로 나타났다. 또한 평균 액체층 두께에 대한 실험 상관관계식이 계산시 편의를 위해 쉽게 인지할 수 있는 매개변수들의 항들롤 제시되었다.

• 전산구조공학
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• 제5권1호
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• pp.133-142
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• 1992

본 논문은 수식화의 특이성 때문에 구조 최적화 문제에 거의 사용되지 않고 있는 선형 goal programming을 대규모 비선형 구조 최적화에 응용하는 방법을 제시한다. 이 방법은 다기준 최적화의 도구로 사용되는데 그 까닭은 goal programming이 목적함수와 제한조건등을 정의하는데 있어서 발생하는 난점들을 제거해 주기 때문이다. 이 방법은 비선형 goal 최적화 문제들의 해를 얻기 위해서 유한요소해석, 선형 goal programming기법, 그리고 계속적인 선형화 기법을 이용한다. 즉, 대규모 비선형 구조 최적화 문제를 비선형 goal programming형태로 전환시키는 일반적인 수식화 방법을 제시하고, 얻어진 비선형 goal 최적화 문제를 풀기 위한 계속적인 선형화 방법에 대해서도 논의한다. 설계도구로서 이 방법의 유효성을 논증하기 위하여 10, 25 및 200트러스의 사례를 가지고 응력제한조건들의 최소무게 구조 최적화 문제에 대한 해를 모색하며 이를 다른 연구결과와 비교검토한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.1-8
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• 2016

본 논문에서는 원심식 대형 압축기 구동용 모터 베이스 프레임의 구조해석 및 콘크리트 타설에 따른 구조안전성 평가를 수행하였다. 먼저 모터 베이스 프레임에 적용되는 네 가지 하중조건에 따른 구조해석을 진행하고 최대 비틀림 에너지 이론 및 Mohr-Coulomb 이론을 통하여 구조안전성을 평가하였다. 구조해석 결과에서 취약한 구조안전성을 나타낸 연결부 등의 불연속적인 부분에서 발생하는 국부응력에 대하여 ASME VIII Div. 2에 따른 구조안전성 평가를 적용함으로써 좀 더 합리적으로 구조안전성 평가를 수행할 수 있었다. 또한, 모터 베이스 프레임 내부에 콘크리트 타설 및 미타설에 따른 구조해석 및 ASME 구조안전성 평가를 통하여 모터 베이스 프레임의 구조안전성을 정량적으로 비교하여 콘크리트 타설로 인한 구조 안전성의 향상을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.347-354
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• 2016

가스 터빈은 기동 및 정지 횟수가 많기 때문에 열피로나 취화 현상으로 인한 가스터빈 케이싱의 균열 또는 케이싱의 플랜지면에서 고온고압 가스의 누설이 발생할 가능성이 높다. 따라서 가스터빈 케이싱의 구조안전성 및 플랜지면에서의 누설평가는 반드시 수행되어야 하는 부분이다. 본 논문에서는 유한요소해석을 바탕으로 터빈 케이싱의 ASME B&PVC VIII-2 구조안전성 평가 및 접촉압력을 통한 누설 평가 그리고 볼트의 구조안전성 평가를 진행하였다. 또한 가스터빈 케이싱의 유한요소모델링 및 해석/평가 방법을 제안하여 가스터빈 개발에 활용할 수 있게 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.65-75
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• 1984

해저지하자원개발시 사용되는 riser의 파랑하중에 대한 구조해석방법에 대하여 연구하였다. 본 논문에서 비교 연구한 방법들은 규칙파를 이용한 정력학적해법, 규칙파 및 불규칙파를 이용한 시간영역에서의 동력학적해법과 두가지의 다른 선형화기법을 이용한 주파수영역에서의 동적해법이다. 구조해석은 길이가 다른 두 개의 Riser를 예로 하여 수행되었으며, 이때 유한요소법에 의한 구조모형이 사용되었다. 연구결과 종래의 규칙파에 의한 정력학적해법은 가장 정확한 불규칙파에 의한 동력학적해법에 비하면, 부재의 최대응력은 대소 크게 예측하지만, Riser 운영상 중요한 인자인 하단각도를 상당히 작게 산정하는 경향을 보여 사용에 주의를 요함을 보였다.

• 한국해양학회지
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• 제17권2호
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• pp.41-50
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• 1982

수평적으로 무한히 넓은 천해에 시간에 따라 크기와 방향이 바뀌는 바람이 불 때의 해수의 유량transports)에 대한 이론적인 계산을 할 수 있는 모델을 만들 었다. 이 모델에서 사용하는 선형화된 이론식은 가속력, 편향력(Coriolis force), 바람의 응력(wind stress) 및 저면 마찰력을 포함하고 있으며, 이 모델로부터 해수 유량에 대한 다음과 같은 결과를 얻었다. 일정한 바람이 계속 불 때의 해수유량은 해저면 마찰로 인하여 바람 오른쪽 방향 90 보다 작다. 바람이 불기 시작한 후의 천이상태(transient state)의 유량은 정상류적(steady)인 에크만류( Ekman current) 에다가 시간이 지남에 따라서 크기가 감소하는 관성진동(inertial oscillation)과의 합성으로 나타난다. 바람의 크기가 정현적(sinrsoidal)으로 바뀌는 경우는 유량 벡터 는 바람 변화의 주기와 같은 시간동안 일주회전을 하는 유량타원(transport ellipse) 을 그린다. 바람의 방향이 바뀔 경우 해수유량은 자유관성진동(free inertial oscillation)과 강제진동의 합으로 나타나는데, 이 경우 강제진동의 주기는 바람 방향의 회전주기(rotation period)와 같다. 이 이론적인 해수유량모델은 해에서 시간에 따라 바람이 바뀔 경우 해수와 영양염의 이동에 대한 해석을 하는데 유용 하다.