• 제목/요약/키워드: 확장유한요소법

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밀도가 변하는 지하수흐름과 용질의 수송을 위한 정확한 수치모델의 개발 (Development of an Accurate Numerical Model for Density-Dependent Groundwater Flow and Solute Transport)

  • 박남식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.753-759
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    • 1997
  • 밀도가 변하는 지하수의 흐름과 용질의 수송 현상을 정확히 모델링할 수 있는 수치모델을 개발하였다. 수치모델의 정확도는 이송이 지배적인 경우에 발생하는 수치진동을 피할 수 있어야 얻을 수 있다. 이를 위하여 변분법에 기초한 비선형 수치진동흡수 유한요소법을 적용하였다. 개발된 수치모델은 기존 수치모델들과 달리 확장성이 뛰어나다. 본 수치모델의 정확도를 해석해와 다른 수치모델 결과와 비교하여 평가하였다.

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유한요소법에 의한 근단부 팽창형 임프란트 모델의 설계평가 (Design Evaluation of Expandable Implants by the Finite Element Method)

  • 박상석;채수원;권종진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.406-411
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    • 2001
  • The expandable implant employs an inner expansion screw in order to expand several legs of implant. Compressive stresses are produced at the bone tissue surrounding the implant, and the contact area between the implant and the bone tissue is increased, which result in increased resistance to horizontal and vertical pressure loads. The stress distribution in implant is also an important factor. Three types of implant models including an existing one have been investigated by using the Finite Element Method, and an improved design model has been suggested.

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X-FEM 을 이용한 최적설계 기법 (Optimization technique using the eXtended FEM)

  • 허재성;;곽병만
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1870-1875
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    • 2003
  • Optimization has been used in many engineering problems and must be one of the essential components during design process now. It is the process of maximizing the performance called an objective function of a system while satisfying some constraints, so finite element method is generally required in order to obtain these values during optimization. However, there are some difficulties to obtain them by means of FEM, where the changes of design variables cause the distortion and the regeneration of mesh that may result in inaccuracy and inefficiency. In order to overcome this problem, this paper proposed an alternative that the eXtended FEM introduced and developed by Ted Belytschko was applied to the optimization process because the key points of the X-FEM lie in that the discontinuity can be represented independently on the mesh by a function called in an enrichment function.

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유한요소법을 사용한 손실터널내의 전자파 전파특성 해석 (Finite Element Analysis on the Characteristics of Electromagnetic Wave Propagation in Lossy Tunnel)

  • 문정익;안창회;김기채
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.621-629
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    • 1998
  • 본 논문에서는 유한요소법을 사용하여 불균일 손실터널내의 전자파 전파특성을 해석하고 있다. 해석 방법으로서는 무손실 도파관내에 유전체를 삽입시킨 도파관 필터의 해석방법을 확장하여 손실터널내의 전자파 전파문제를 해석하고 있다. 수치해석의 결과, 손실터널내에서 일어나는 전자파의 감쇠는 손실벽면의 매질정수와 폭에 따라 크게 영향올 받는다는 것올 알 수 있었다. 또한, 모드간의 직교생으로부터 기본모드와 고차모드를 분리하여 고차모드의 발생정도와 모드에 따른 전따특성도 검토하고 있다. 해석결과의 타당성올 확인하기 위해 제작된 손실터널의 전파특성의 실험결과를 이론치와도 비교 검토하고 있다.

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균열문제에 적용된 확장유한요소법 (The extended finite element method applied to crack problems)

  • 지광습
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.395-402
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    • 2004
  • The extended finite element scheme applied to crack problems is reviewed in this paper. As the enrichments of the solution space and the basic formulation are discussed, several examples of the application of the method are given. The examples include a LEFM crack, a cohesive crack, multiple LEFH cracks and dynamic crack propagation problems. It is shown that the extended finite element method is one of the powerful tools to study crack problems.

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홀확장법을 적용한 체결홀의 피로수명 개선을 위한 재 홀확장 효과에 대한 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Re-Cold Expansion in Order to Improve the Fatigue Life of Fastener Hole that has been Cold Expanded Before)

  • 장재순;양원호;조명래
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권9호
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    • pp.1110-1115
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    • 2006
  • Cold expansion of fastener holes has been successfully used for many years to impart beneficial compressive residual stresses. Beneficial compressive residual stress of fastener hole that has been cold expanded before is reduced by using of materials for a long time. As a result, fatigue life of material is reduced. So, compressive residual stresses of material have to regenerate by re-cold expansion method. In this paper, it was carried out a finite element analysis about variation of residual stress due to tensile stress and residual stress distribution that was regenerated by re-cold expansion method in the fastener hole. Here, a diversity tensile stress was used. Also, it was performed a finite element analysis according to cold expansion rate of re cold expansion in order to obtain a beneficial compressive residual stress.

평면 속도구배 효과를 포함한 사출성형 충전유동과 섬유배향의 연계 해석 (Coupled Analysis of Injection Molding Filling and Fiber Orientation including In-Plane Velocity Gradient Effect)

  • 권태헌
    • 유변학
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    • 제6권2호
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    • pp.104-118
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    • 1994
  • 단섬유 보강 플래스틱 재료의 사출성형 충전공정에서 금형재의 유동장이 섬유 배향 상태를 형성하는데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 섬유의 배향상태가 역으로 유동장에 영향 을 미친다. 충전유동과 섬유 배향의 연계해석을 위하여 단섬유에 의한 추가적인 응력을 포 함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동의 해석에 도입하였다. 평명방향 으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하여 새롭게 유도된 압력 지배방정식과 에너지방정식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차배향텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법을 이용하여 풀었다. 절점 게이트 주변의 확장유동영역과 라인게이트를 통한 수축유동영역에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력이 유동장에 미치는 영향을 고 찰하였다. 확장유동영역에서는 평면방향으로의 속도구배에 의한 영향이 추가적인 유량으로 나타나면서 주어진 유량조건하에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하지 않은 경우보다 작은 압력구배를 나타냈다. 수축유동영역에서는 위와 반대의 결과를 보였다. 이러 한 경향은 섬유의 부피분율이증가하거나 모양비가 커짐에 따라 증가한다.

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유한요소법을 이용한 CT 시편의 홀확장 잔류응력 및 응력확대계수 해석 (Analysis of the Residual Stress due to Cold Expansion and Stress Intensity Factor in CT specimen Using Finite Element Method)

  • 장재순;양원호;김철;고명훈;조명래
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.603-608
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    • 2001
  • Recently, cold expansion of fastener holes is commonly used in the aerospace industry to increase the fatigue endurance of airframes. Cold expansion process is used as the retardation of crack initiation in the hole. This treatment leads to an improvement of fatigue behavior due to the compressive residual stresses developed on the hole surface. The residual stress profile depends on the cold expansion ratio. In the present paper, it is shown that residual stress is redistributed due to the application of cold expansion process for CT specimen. It is further shown that residual stress increases in proportion to cold expansion ratio. It is thought that crack growth rate increases as cold expansion ratio.

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균열진전 문제의 X-FEM 기반 형상 설계민감도 해석 (X-FEM Based Shape Design Sensitivity Analysis of Crack Propagation Problems)

  • 문민영;안승호;조선호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.697-700
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    • 2011
  • 본 논문에서는 X-FEM을 사용하여 혼합모드 하중 상태에서의 이차원 선형탄성체의 균열문제에 대한 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. X-FEM이란 균열과 같은 특수한 해를 근사하는 방법으로써, 확장함수를 도입하여 FEM의 한계를 극복하는 방법론이다. X-FEM 하에서 해를 근사하는 데 쓰이는 확장함수들은 불연속성과 특이성을 포함하고 있어 물리적 영역에 의존한다. 이는 설계민감도 해석을 수행하는 과정에서 그러한 의존성을 고려해주는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X-FEM 기반의 형상 설계민감도 해석해를 제안하고자 한다. 식의 유도는 전 미분 공식에 기초하고 있으며, 형상함수의 설계변분에 대한 의존성에 관한 항을 추가시켰다. 또한, 균열 주위의 국부적인 공간에서의 확장된 자유도에 설계속도를 가한다. 이에 대한 몇 가지 수치 예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

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전자파 산란문제를 해결하기 위한 혼합 유한요소법에 관한 연구 (A Study on Hybrid Finite Element Method for Solving Electromagnetic Wave Scattering)

  • 박동희;강찬석;안정수
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제4권1호
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    • pp.38-43
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    • 1993
  • 다충유전체주로 부터 전자장산란 문제를 해석하기 위하여 혼합유한요소방법을 적용하였다. 실질적으로 펀미분방정식의 해가 주어지는 무경계화된 영역은 국소경계영역으로 나누어지게 되고, 나머지 무경 계영역은 경계적분방정식으로 나타내게 된다. 나누어진 국소표면은 원천, 비균질성과 비등방성을 포함 하도록 정의한다. 따라서, 정의된 국소경계영역에서 미분볍이 사용된다. 또한 나머지 경계영역에서 경계 적분방정식이 단지 자유공간Green 함수를 사용하도록 수식화 될 것이다. 그 결과로서, 국소경계는 경계조건을 갖는 경계값 문제로 나타나게 되고, 유한요소법으로 해석된다. 제시된 방법의 장점은 전자장 산란연구에 보다 간략하고, 효율적이다. 결과의 타당성은 다른방볍(경계 요소법)파 비교하여 입증하였다. 확장된 수치해석의 예로서 임의의 단면을 갖는 손실유전체주의 산란장을 해석하여 제시했다.

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