• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.04a
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• pp.52-54
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• 2004

압전 외팔보의 구조가 갈수록 복잡해짐에 따라 더 정확하고 효과적인 압전체의 해석이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 3차원 직육면체요소를 이용한 유한요소법을 통해 압전 변환기를 해석하고, 이것을 실험적으로 검증함으로써, 3차원 유한요소법을 이용한 해석 프로그램의 타당성을 확인하였다. 또한 3차원 유한요소법을 이용해서 압전 외팔보를 해석하고, 이것을 실험결과를 통해서 검증하였다. 그리고 압전 외팔보를 팬으로 적용하기 위해서 끝단에서의 최대 변위를 목적함수로 한 진화 전략 알고리즘을 적용하였다. 이를 통해서 팬용 압전 외팔보의 최적 설계를 수행하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.3
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• pp.41-50
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• 2001

본 연구는 모래사면의 언덕근처에 설치된 짧은 말뚝의 수평하중의 영향에 관한 것이다. 3차원 탄소성 유한요소법해석과 실내 모형실험의 결과를 비교하였다. 경사 30$^{\circ}$의 사면에 시공된 짧은 말뚝의 특성을 파악하기 위해, 사면언덕에서 모형말뚝까지의 거리를 3종류로 상이하게 하여, 모형실험을 실시하였다. 사용된 모래의 지반특성은 배수조건하의 삼축압축실험으로 결정하였다. 동시에 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석결과와 모형실험결과를 비교하였다. 본 유한요소법의 해석에 있어서 모래지반을 탄성완전소성모델(Elastic-perfectly plastic model)로 가정하여, 파괴기준으로 Mohr-Coulomb 식과 소성 포텐셜에 대해서는 Drucker-Prager 식을 적용한 MC-DP 모델로 하였다. 이러한 MC-DP 모델의 구성식은 유한요소법에서 있어 계산치의 수렴에 유익하다. 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석이 사질토 사면의 언덕 부근에 설치된 단하의 수평거동에 대한 파악에 유효하다는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.147-159
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• 1997

본 연구에서는 상변화 영역에서 열평형 방정식을 별도로 수식화하지 않고도 잠열의 영향을 고려할 수 있으며, 고상과 액상 그리고 2상 영역에서 동일한 형태의 방정식을 사용할 수 있는 엔탈피법을 이용하였다. 상변화 문제의 엔탈피법을 이용한 유한요소해석을 위하여 8개의 절점을 가지며, 각 절점에서 1개의 자유도를 가지는 3차원 육면체 요소가 개발되었다. 해법의 타당성과 해의 정확도를 검증하기 위하여 엄밀해가 존재하는 상변화 문제를 유한요소법으로 해석하고 그 결과를 비교 검토하였다. 연구 결과, 엔탈피법에 의한 유한요소해는 상변화 영역이 하나의 특정 온도인 경우는 물론 온도 구간으로 나타나는 경우에도 시간 증분과 요소수에 크게 영향을 받지 않고 안정된 해가 됨을 알 수 있었다. 검증된 요소를 이용하여 3차원 상변화 문제에 적용하여 해를 나타내었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.04a
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• pp.64-66
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• 2005

본 논문에서는 압전체의 타원 운동을 이용한 선형 Micro-Positioning Actuator(MPA)에 대한 설계 및 해석 기법을 제안하였다. 또한 MPA의 해석을 위해 3차원 압전체의 유한요소의 정식화를 통한 유한요소 해석기법의 검증을 수행하였다. 검증된 3차원 유한요소 해석을 이용하여 MPA의 공진 특성 즉 impedance, 모드, 그리고 타원운동 해석을 하였다. 마지막으로 제안된 해석기법을 이용하여 기계 시스템을 고려한 MPA의 최종 설계를 하였다.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.32 no.2
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• pp.177-190
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• 1996

구조물의 동적 응답 해석 문제에 대해서, 확률 유한요소법을 논의코자, 기조의 유한요소 해석법에 수반 변수법(adjoint variable approach)과 2차 섭동법(second order perturbation method)을 적용한다. 동적 민감도의 시간 응답을 고려하기 위해서 모든 시간에 대해서 갖는 구속 조건의 범함수 형태를 취하고, 시간 적분에 있어서 중첩법(fold superposition technique)에 근거를 둔 수치 해석이 훨씬 더 효과적임을 보인다. 본 논문의 확률 유한요소 해석법은 기존의 유한요소 해석법은 기존의 유한요소 코드에 맞추어 쉽게 적용할 수 있는 이점이 있음을 보이며, 이의 검정을 위해서, 2차원과 3차원 프레임 구조물에 대한 수치 해석을 하고 그 결과를 검토해 보았다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.3
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• pp.317-322
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• 1989

Effective computational strategies have been proposed in the evaluation of stiffness matrices of rigid-plastic finite element method widely used in simulation of metal forming processes. The stiffness matrices are expressed as the sum of stiffness matrices evaluated by reduced integration and Liu's stabilization matrices which control the occurrence os zero-energy mode due to excessive reduced integration. The proposed method has been applied to the solution of fundamental 3-dimensional problems. The results clarified that the deformed mesh configuration was remarkably stabilized and computation speed attained about 3 times as fast as that of conventional 3-dimensional analyses. Furthermore, computation speed increases by a factor 60 when parallel computation is introduced. This speed has a tendency to increase as the total degree of freedom increases. As a result, this rigid-plastic finite element method enables us to analyze real 3-dimensional forming processes with practically acceptable computation time.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.701-704
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• 2004

압전 외팔보의 구조가 갈수록 복잡해짐에 따라 더 정확하고 효과적인 압전체의 해석이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 3차원 직육면체요소를 이용한 유한요소법을 통해 압전 변환기를 해석하고, 이것을 실험적으로 검증함으로써, 3차원 유한요소법을 이용한 해석 프로그램의 타당성을 확인하였다. 또한 3차원 유한요소법을 이용해서 압전 외팔보를 해석하고, 이것을 실험 결과를 통해서 검증하였다. 그리고 압전 외팔보를 팬으로 적용하기 위해서 끝단에서의 최대 변위와 EMCF(Electo-Mechanical Coupling Factor)를 목적함수로 한 진화 전략 알고리즘을 적용하였다. 이를 통해서 팬용 압전 외팔보의 최적 설계를 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.29-29
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• 1997

각광 받는 구조재료인 섬유강화 복합적층재에 대한 기계적 체결 거동은 본질적인 재료의 이방성에 의해서 파단강도가 파단 모우드와 매우 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 복합적층판 체결부의 정밀 구조 설계에서는 단순화에 따른 오차를 줄이고 정밀해에 의한 설계 및 해석이 요청된다. 특히, 층간응력 성분을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층 판의 기계적 체결부 해석이나 실제 구조물의 체결부에서 발생하는 굽힘이나 비틀림과 같은 하중 상태를 묘사하기 위해서도 정밀한 3차원 응력 해석은 필요하다. 하지만, 지금까지 기계적 체결부의 거동에 관한 연구는 층간응력 성분들을 어느정도 무시할 수 있는 얇은 평판에 대한 2차원 응력해석에 주로 국한되어 왔으며, 일부 수행된 체결부에 대한 3차원 응력 해석의 경우 여러 단점을 갖는 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 해석이 수행되었을 뿐이다.본 연구는 층간응력 성분들을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층판의 기계적 체결부 해석에 지금까지 사용되어온 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 방법이 갖는 단점들을 개선한 Layerwise 유한요소법을 이용하여 3차원 응력해석을 수행하였다. 특히, 선형상보성원리에 근거한 최적설계 기법을 응용하여, 기계적 체결시 핀과 적층판의 홀 사이에 발생하는 하중 전달 과정을 모사하고, 접촉력에 의한 홀 주위의 복잡하고 국부적인 응력 집중현상을 규명하여본다.

• Journal of the KSME
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• v.30 no.3
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• pp.237-245
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• 1990

3차원 강소성 유한요소법과 독특한 updating 방법으로 실험결과와 잘 일치하는 실용적인 프로그 램을 개발할 수 있었다. 몇 가지 해석결과의 예에서 알 수 있듯이 소재의 변형을 정확하게 예 측할 수 있고, 임의의 단면현상을 가진 로울에 대하여도 해석이 용이하였다. 링 로울링의 제작 공정을 3차원 강소성유한요소법으로 해석할 수 있고, 실험적으로 해석결과의 타당성을 결정지 음에 따라서, 링 로울링에 대한 연구결과는 보편적인 기대 이상으로 첨단산업분야에 기여할 수 있을 것으로 보여진다. 현재 링 로울링에 대한 국내에서의 관심은 비교적 적은 편이나, 항공우 주산업 분야중 부품제작분야 및 제반 기계공업분야 특히 소성성형가공 분야에서, 해석적 방법의 지속적인 개발 및 실험적 연구와 뒷받침은 궁극적으로 이 분야의 공정 및 소재 설계의 자동화 내지는 전산화로 이끌 것이며, 장차 이 분야를 국제적으로 주도해 나가고자 하는 데 필수적인 것으로 여겨진다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.1092-1103
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• 1989

본 논문에서는 기존의 금속성형의 유한요소해석에서 사용한 바 있는 기하적경 계조건을 직접 유한요소방정식에 대입하는 방법들을 비교검토하고 3차원박판성형에 적용하기 위하여 개선된 방법을 개발하였다.