• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.308-313
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• 2009

본 논문은 확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용하여 1차원 Stefan 문제를 해석할 수 있는 수치기법이 제시한다. 이동하는 경계의 자유로운 묘사를 위해 요소망이나 그리드 없이 절점만을 사용하는 이동최소제곱 유한차분법을 사용하였으며, 계면경계의 특이성을 모형화하기 위해 Taylor 다항식에 쐐기함수를 도입했다. 지배방정식은 안정성이 높은 음해법(implicit method)을 이용하여 차분하였다. 미분의 특이성을 갖는 이동경계를 포함한 반무한 융해문제의 수치해석을 통해 확장된 이동최소제곱 유한차분법이 높은 정확성과 효율성을 갖는 것을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.315-322
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• 2009

본 논문은 확장된 이동최소제곱 유한차분법을 이용하여 1차원 Stefan 문제를 해석할 수 있는 새로운 수치기법이 제시한다. 이동하는 계면경계의 자유로운 수치적인 묘사를 위해 요소망이나 그리드 없이 절점만을 사용하는 이동최소제곱 유한차분법을 도입하고, 계면경계의 특이성을 모형화하기 위해 Taylor 다항식에 쐐기함수를 도입하여 확장했다. 지배방정식의 차분은 안정성을 보장해 주는 음해법(implicit method)을 이용한다. 이동경계를 포함한 반무한 융해문제, 실린더 형상의 고체화 문제의 수치해석을 통해 확장된 이동최소제곱 유한차분법이 높은 정확성과 효율성을 갖는 것을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.411-420
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• 2009

본 연구는 계면경계를 갖는 포텐셜 문제의 해석를 위한 이동최소제곱 기반의 확장된 유한차분법을 제시한다. 이동최소제곱법을 이용한 Taylor 전개로부터 얻어진 근사함수에 쐐기함수를 도입하여 계면경계의 특이성을 모사한다. 지배방정식은 요소나 그리드없이 절점만을 이용해 이산화한다. 계면경계의 특이성은 절점에서 구성되는 근사식에 매입되기 때문에 계면경계의 기하학적 모델링으로 발생하는 수치적인 어려움을 피할 수 있다. 계면경계 조건으로 인해 전체 계방정식에 추가되는 미지수는 없지만, 계방정식을 과결정 시스템으로 만드므로 강성도 행렬을 대칭화하여 미지수와 방정식의 개수를 일치시켰다. 이로 인한 계산량 증가는 계면경계 모델링의 간소화로 인한 수치적인 이득과 맞바꿀 수 있다. 다양한 수치적 검증을 통해 개발된 해석기법이 쐐기거동과 점프를 성공적으로 묘사할 뿐만 아니라 계면경계를 갖는 포텐셜 문제 효율적이고 정확하게 해석할 수 있음을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.677-687
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• 2006

크리깅 보간법은 지구통계학 분야에 주로 사용되는 보간법의 하나이다. 이 방법은 실험적 베리오그램과 이론적 베리오그램의 작성과 크리깅 보간법의 정식화에 관한 연구를 포함하고 있다. 종래의 응력복구를 위한 최소제곱법과 대조적으로, 가우스적분점에서의 응력데이타로부터 준정해를 얻기 위해 가중 최소제곱법에 기초를 둔다. 즉, 동일한 가중치를 사용하는 종래의 방식들과는 달리 가우스적분점에서의 응력값의 보간을 위하여 베리오그램 모델링을 통한 가중치가 결정된다. 한편, 분할된 요소망에 Zienkiewicz와 Zhu에 의해 제안된 SPR기법에 기초를 둔 사후오차평가를 통해 p-차수를 균등 또는 선택적으로 증가시키는 자동체눈 방식이 도입되었다. 이 방법의 정당성을 보기위해 인장력을 받는 개구부를 갖는 평판문제를 해석하였다. 또한, 기존의 최소제곱법과의 비교를 통한 크리깅보간법의 정당성을 보여 주었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.139-148
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• 2012

MLS(Moving Least Squares) 차분법은 무요소법의 이동최소제곱법과 Taylor 전개를 이용하여 요소망의 제약 및 수치 적분이 없이 절점만을 이용하여 미분방정식을 수치해석할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 고체역학 문제의 동적해석을 위하여 MLS 차분법의 시간이력해석 알고리즘을 제시한다. 개발된 알고리즘은 Newmark 방법으로 시간적분을 하였으며, 강형식을 그대로 이산화하여 해석을 수행했다. 이동최소제곱법을 이용해 Taylor 전개식을 근사하여 실제 미분계산없이 미분근사식을 얻기 때문에 고차까지 Taylor 다항식의 차수를 증가하는 것이 용이하다. 1차원과 2차원 수치예제들을 통하여 동적해석을 위한 MLS 차분법의 정확성과 효율성을 검증하였다. 수치결과들이 정확해에 잘 수렴하였으며, 유한요소법(FEM)의 해석결과와 비교하여 떨림현상(oscillation) 및 주기성(periodicity) 오차에 대해 보다 안정적인 모습을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제17권4호
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• pp.359-365
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• 2006

광학계의 파면오차는 광학계의 성능을 나타내는 주요 지표이며, 광학면의 변형에 의해 발생한다. 광기계의 개발에 있어서 주요 하중조건에서 발생하는 파면오차 양은 중요 규격으로 설정되고 관리되어 진다. 광학면의 변형은 유한요소해석 등의 발달과 더불어 정확한 수준까지 계산할 수 있게 되었다. 유한요소해석 결과로부터 파면오차를 계산하기 위해서는 광학면에서의 변형량을 근사하고 분석해야 한다. 이를 위해 추가적인 격자나 요소망으로 결과를 변화하여 근사하는 방법이 사용되고 있으나, 격자 구성의 번거로움과 변환으로 인한 오차 발생 소지를 가지고 있다. 본 연구에서는 추가적인 격자의 구성없이 절점 정보만으로 효과적인 근사를 할 수 있는 이동 최소제곱 근사법을 사용하여 변형량을 근사하고 파면오차를 계산하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 효용성을 보이기 위하여 해양탑재체 스캔 미러의 자중에 의한 파면오차를 계산하였고, 기존의 방법과 비교 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.493-499
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• 2007

본 연구에서는 미분 가능한 함수가 Taylor 전개로 표현되고 그 계수들은 주어진 함수와 미분에 대한 근사값을 제공할 수 있다는 점에 착안하여 m차 Taylor 다항식을 구성하고 이동최소제곱법을 이용하여 그 계수들을 구했다. 계산된 근사함수와 미분을 콜로케이션 개념을 바탕으로 균열 문제를 포함하는 고체문제에 대한 지배 미분방정식에 적용하여 차분식 형태의 이산화된 계방정식을 구성하였다. 본 연구의 해석기법은 격자망(grid)에 의존적이고 근사함수가 없는 유한차분법과 형상함수의 미분과 약형식의 적분산정, 필수경계조건 처리가 어려운 Galerkin법 기반의 무요소법의 단점을 효과적으로 극복한 새로운 수치기법이다.

• 한국수학사학회지
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• 제18권4호
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• pp.49-66
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• 2005

유한요소법(Finite Element Methods)은 지난 수십 년 동안 다양한 공학문제를 해석하는 주요 수치해석기법으로서, 지속적으로 연구$\cdot$개발되어 오늘에 이르고 있다. 그러나, 유한요소법은 계산을 위하여 요소망을 구성해야 하고 일부의 문제에 대하여서는 요소망을 재구성하는 등 특별한 처리기법과 계산의 소요가 필요하다. 이와같은 단점을 극복하기 위하여 무요소법(Meshfree Methods)이라 불리우는 일단의 수치해석 기법들이 고안되었다. 무요소법은 요소를 사용하지 않고 절점(node)만을 이용하여 함수를 근사하는 수치해석기법이다. 본 논문에서는 무요소법이 고안된 배경과 그 연산구조를 소개하고 무요소법의 대표적인 방법들인 Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)방법, 무요소 갤러킨 방법(Meshfree Galerkin Methods) 그리고 무요소 선점법(Meshfree Point Collocation Methods)의 기본 개념과 이들 수치해석기법의 방법론을 알아본다. 그리고 이들 방법의 장단점과 그 적용 예를 통하여 무요소 계산법의 유효함을 보인다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.354-359
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• 2007

A new level set based topology optimization employing inner-front creation algorithm is presented. In the conventional level set based topology optimization, the optimum topology strongly depends on the initial level set distribution due to the incapability of inner-front creation during optimization process. In the present work, an inner-front creation algorithm is proposed, in which the sizes, positions, and number of new inner-fronts during the optimization process can be globally and consistently identified. To update the level set function during the optimization process, the least-squares finite element method is employed. As demonstrative examples for the flexibility and usefulness of the proposed method, the level set based topology optimization considering lightweight design of 3D shell structure is carried out.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.551-556
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• 2004

We propose a 2D 'crack' element for the simulation of propagating crack with minimal remeshing. A regular finite element containing the crack tip is replaced with this novel crack element, while the elements which the crack has passed are split into two transition elements. Singular elements can easily be implemented into this crack element to represent the crack-tip singularity without enrichment. Both crack element and transition element proposed in our formulation are mapped from corresponding master elements which are commonly built using the moving least-square (MLS) approximation only in the natural coordinate. In numerical examples, the accuracy of stress intensity factor $K_I$ is demonstrated and the crack propagation in a plate is simulated.