• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.130-137
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• 2013

더욱 정확한 수치 해석이 필요하면 할수록, 해석하고자 하는 구조물 상의 절점과 요소를 적절하게 배치하는 것이 중요하게 된다. 본 연구에서는 천해영역에서 구조적인 이점과 경제성의 두 가지 장점을 가지고 있는 원형 단면의 하부 구조물에 대한 3차원 삼각 Shell 요소 생성기법을 개발하였다. 높이와 형태와 같은 상세한 데이터를 입력하여 제어하는 것에 의해 기초와 타워를 다양한 유한요소 조건에서 고려할 수 있도록 하였다. 또한 기존의 3차원 Delaunay 삼각요소분할법을 사용한 결과의 수치와 비교, 검증하였으며, 현재 제안되어진 기초와 하부구조물에 적용한 요소 분할의 예를 들었다. 본 연구의 결과는 현존하거나 제안되어진 풍력 터빈의 기초부와 타워의 제원에 대해 다양하게 적용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.149-156
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• 1992

본 연구에서는 선체 모듈강도해석을 위한 유한요소 구조해석모델링 자동화 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 선체중앙부 화물창구조를 종통부재, 횡단면 부재, 횡격벽부재로 구분하여 이들 부재의 위치, 형상, 치수등에 관한 입력자료를 일관되게 처리함으로서, 요소분할, 요소-절점 위상정의, 설계하중 및 경계조건 설정등 유한요소 구조모델링에 따르는 일련의 과정을 자동화한다. 또한, 본 프로그램의 결과는 범용 구조해석 프로그램인 ANSYS와 직접 연결됨으로서 보다 효과적으로 구조해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 개발된 프로그램에 대하여 실적 유조선을 대상으로 구조해석을 수행해 봄으로서 그 정도와 유용성을 검정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.18-24
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• 2003

고차 지그재그이론을 이용하여 면내회전 자유도를 갖는 3절점 삼각형요소를 개발하여 점탄성물질이 심어진 비틀린 복합재료 판의 진동을 해석하였다. 평면상에서 점탄성물질과 가장자리에서 박리현상을 방지하기 위하여 사용된 경계물질사이의 경계면상에서 전단력 적합조건이 사용되었다. 본 연구에서 개발된 지그재그 삼각형요소를 이용하여 점탄성물질이 심어진 비틀린 외팔보 복합재료 판의 고유진동수와 감쇠계수를 계산하고 실험치 및 판과 고체요소를 혼합한 MSC/NASTRAN결과치와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권9호
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• pp.2292-2301
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• 2000

We propose an accurate and efficient estimation method of transverse shear stresses for analysis and design of laminated composite structures by 4-node quadrilateral degenerated shell elements. To get proper distributions of transverse shear stresses in each layer, we use 3-dimensional equilibrium equations instead of constitutive equations with shear correction factors which vary diversely according to the shapes of shell sections. Three dimensional equilibrium equations are integrated through the thickness direction with complete polynomial membrane stress fields, which are recovered by REP (Recovery by Equilibrium in Patches) recovery method. The 4-node quadrilateral degenerated shell element used in this paper has drilling degrees of freedom and shear stresses derived from assumed strain fields that are set up at natural coordinate systems. The numerical results demonstrate that the proposed estimation method attains reasonable accuracy and efficiency compared with other methods and FE analysis using 4-node degenerated shell elements.

• 한국CDE학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.207-214
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• 2000

For last 20 years, a number of researches and developments on finite element mesh generation has been carried out and most of them are comported of node generation part and node generation part. However these algorithms are inefficient in mesh veneration process and difficult to control the shape of elements when comparing with the generation of nodes and elements concurrently. In this study, therefore, an algorithm it proposed to generate nodes and elements concurrently for various two-dimensional objects having multiple holes. Inner node generation is performed by choosing three consecutive boundary nodes and comparing them with other close boundary nodes. As soon as inner nodes are determined, element generation is conducted based on the comparison of the distances among the generated inner nodes, three consecutive boundary nodes and other close boundary nodes. the generated element nodes become new boundary nodes for further repeated process. The processes are repeated through out each region until three consecutive boundary nodes finally form a tirangular element.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.131-136
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• 2010

본 논문에서는 경계요소법의 모서리 문제(corner problem)의 해결책으로 제시된 다양한 알고리즘을 비교하였다. 비교를 위해 각각 기법을 반영한 프로그램을 작성하고, 이론적 바탕을 토대로 하여 기존의 방법 중 상호간에 새롭게 조합될 수 있는 추가조건식(auxiliary equation)을 찾아 새로운 알고리즘을 구성하였다. 새롭게 구성된 알고리즘과 기존 알고리즘에 대하여 3가지 종류의 수치 실험을 수행하였다. 수치해석모형은 정해가 알려진 2개의 문제와 기존 연구에서 제시된 한 개의 예제에 대하여 수행하였다. 이상을 바탕으로 기존 알고리즘의 특성을 기술하고 새롭게 제시된 알고리즘이 다양한 형태의 표면력을 반영할 수 있음을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.491-499
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• 2002

직교이방성 적층평판해석을 위해 퇴화 쉘요소에 기초를 둔 p-version 유한요소법이 제안되었다. 이 모델의 비선형 정식화과정에서 기하비선형의 경우 von Karman의 대변형-소변형률 가정을 설명하기 위해 Total Lagrangian 방법이 채택되었으며, 재료비선형의 경우 Huber-Mises의 항복기준과 변형률경화 항복함수에 근거를 둔 Prandtl-Reuss 유동법칙이 사용되었다. 재료모델은 이방성을 표현하는 매개변수에 의해 이방겅재료를 고려할 수 있도록 하였다. 적층평판이론으로는 전단변형 효과를 고려할 수 있는 등가단출이론(ESL Theory)에 기초를 두었기 때문에 두 적층간 계면에서의 전단변형률은 연속이라는 조건을 갖게된다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되었으며 형상함수의 차수는 1차에서 10차까지 변화시킬 수 있다. 또한, Causs-Lobatto 수치적될법을 사용하기 때문에 기존의 가우스 적분점에서 계산되던 응력값은 이 적분법의 적분점이 절점에 위치하므로 절점에서 바로 응력값이 산출되도록 하였다 극한하중 수렴성, 비선형 효과, 소성역의 형상 등의 비교관점을 통해 p-version 유한요소 모델의 적정성을 보이고자 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.1439-1450
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• 1995

Bellows is a familiar component in piping systems as it provides a relatively simple means of absorbing thermal expansion and providing system flexibility. In routine piping flexibility analysis by finite element methods, bellows is usually considered to be straight pipe runs modified by an appropriate flexibility factor; maximum stresses are evaluated using a corresponding stress concentration factor. The aim of this study is to develop a bellows finite element, which similarly includes more complex shell type deformation patterns. This element also does not require flexibility or stress factors, but evaluates more detailed deformation and stress patterns. The proposed bellows element is a 3-D, 2-noded line element, with three degrees of freedom per node and no bending. It is formulated by including additional 'internal' degrees of freedom to account for the deformation of the bellows corrugation; specifically a quarter toroidal section of the bellows, loaded by axial force, is considered and the shell type deformation of this is include by way of an approximating trigonometric series. The stiffness of each half bellows section may be found by minimising the potential energy of the section for a chosen deformation shape function. An experiment on the flexibility is performed to verify the reliability for bellows finite element.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.70-72
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• 1999

일반적으로 비선형 정자계 문제를 해석하기 위해서 뉴튼-�N슨(Newton -Raphson : NR)법이 이용된다. 하지만 뉴튼-�N슨법의 경우 각 반복계산 때마다 새로운 선형 시스템의 해를 구하기 위해서 LU-decomposition과 같은 과정을 매 반복계산 때마다 시행해야 하므로 절점(node)의 수가 증가할 경우 계산시간이 증가한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 최근 TLM (Transmission Line Modeling)법이 새로운 반복계산법으로 비선형 유한 요소 해석에 적용되었으며 뉴튼-�N슨법에 비해 훨씬 우수한 특성을 보여주었다. 하지만 지금까지의 TLM법은 2차원의 정식화만 이루어졌고 3차원에는 적용되지 못한 것이 사실이다. 본 논문에서는 3차원의 비선형 정자계 문제에 TLM법을 적용할 수 있는 수식을 최초로 제안하며 3차원 코어(core)모델에 대해 TLM법을 적용하여 그 타당성을 검증하기로 한다. 또한 3차원 비선형 TLM법을 이용한 해석 결과가 뉴튼-�N슨법에 의한 결과와 완전히 일치하며 수렴 속도에 있어서도 훨씬 향상된 결과를 나타냄을 보이도록 하겠다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.147-158
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• 2004

많은 장점을 가진 복합재료를 사용한 보강판에 대하여 지금까지 많은 연구자들이 변위법에 근거한 등매개변수 평판 요소와 보요소를 결합한 유한요소법을 사용하여왔다. 이러한 유한요소법은 보요소를 평판 요소의 절점에 대한 강성으로 치환하기 때문에 보강재에 대한 국부적인 거동을 파악할 수 없으며 복합적층 구조인 경우 그 적용성이 제한적이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 보강판의 해석에 있어 보강재 및 판에 대하여 3차원 쉘요소를 사용하여 거동을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 Reissner-Mindlin의 1차 전단변형이론을 사용하였다. 그러나 Reissner-Mindlin이론에 의한 등매개변수 평판 휨 요소는 판의 두께가 얇아지는 경우 일반적으로 전단잠김현상과 가상의 제로에너지 모드가 발생하는데 이를 제거하기 위해 대체전단변형률장을 사용하였다. 폭-두께비, 형상비 뿐만아니라 경사판의 경사각 변화에 따른 임의방향 보강재를 갖는 단순지지된 복합적층 구형 및 경사판에 대한 처짐분포를 비교 분석하였다.