• 한국추진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.31-40
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• 1998

고강도 알루미늄 대형 링롤재의 급냉 및 요소제거 후 발생하는 잔류응력을 2차원 및 3차원 유한요소 해석하였고, 3단계 절단법에 의해 측정된 변형율과 ABAQUS의 요소제거 기능을 이용한 해석값을 직접 비교하였다. 급냉후 잔류응력 해석결과는 2단 과시효후 측정값과 비슷한 경향을 보였으나 그 절대값의 차이가 크게 나타났다. 이는 링 시편의 높이가 작아 측정값이 부정확하였기 때문이며, 링의 높이를 증가시켜 높이방향으로 균일한 응력분포를 갖도록 하면 그 차이가 감소될 것으로 판단된다. 잔류응력을 측정하는 3단계 절단 과정을 모사한 3차원 해석결과와 측정된 변형율을 직접 비교함으로써 실험과 해석의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 이로부터 잔류응력이 내재하고 형상이 복잡한 대형 알루미늄 구조물의 기계가 공에 의한 변형을 정확히 예측할 수 있는 기반을 마련하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제9권3호
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• pp.237-258
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• 2022

This paper studies detecting and locating loose bolts using nonlinear guided waves. The 3D Finite Element (FE) simulation is used for the prediction of guided waves' interactions with loose bolted joints. The numerical results are verified by experimentally obtained data. The study considers bolted joints consisting of two bolts. It is shown that the guided waves' interaction with surfaces of a loose bolted joint generates Contact Acoustic Nonlinearity (CAN). The study uses CAN for detecting and locating loose bolts. The processed experimentally obtained data show that the CAN is able to successfully detect and locate loose bolted joints. A 3D FE simulation scheme is developed and validated by experimentally obtained data. It is shown that FE can predict the propagation of guided waves in loose bolts and is also able to detect and locate them. Several numerical case studies with various bolt sizes are created and studied using the validated 3D FE simulation approach. It is shown that the FE simulation modeling approach and the signal processing scheme used in the current study are able to detect and locate the loose bolts in imperfect bolted joints. The outcomes of this research can provide better insights into understanding the interaction of guided waves with loose bolts. The results can also enhance the maintenance and repair of imperfect joints using the nonlinear guided waves technique.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.85-92
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• 2011

말뚝의 동적 거동은 지반-말뚝의 동적상호작용, 지반의 비선형성, 지반-말뚝 시스템의 공진 현상 등 많은 요소가 상호 작용을 하므로 매우 복잡하다. 그러므로, 말뚝의 동적 거동을 수치해석으로 정확히 모사하려면 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 범용 수치해석 프로그램인 FLAC 3D를 활용하면서도 해석시간을 크게 감소 시킬 수 있는 새로운 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 전체 해석 영역을 근역 지반과 원역 지반으로 나누고 지반-말뚝 동적상호작용에 영향을 받지 않는 원역 지반을 요소망으로 모델링하는 대신 원역 지반의 지반 운동 시간이력을 근역 지반의 경계 조건에 입력 하중으로 적용하는 기법이다. 이 수치 모델링에서 지진파의 강도가 클 때 일어나는 지반의 비선형 거동을 모사하기 위하여 이력 감쇠 모델을 이용하여 접선 탄성 계수를 전단 변형률의 함수 값으로 입력하였으며, 지반과 말뚝 사이의 분리 현상을 모사하기 위하여 지반-말뚝 경계 요소를 도입하였다. 이 방법은 기존의 방법과 비교하여 해석 결과의 정확성을 유지하면서 해석 시간을 1/3로 감소시켰다. 제안된 수치해석 방법으로 예측한 1g 진동대 모형 실험의 원형 거동은 원형으로 환산한 모형 실험 결과와 유사하게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2B호
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• pp.175-185
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• 2011

본 연구에서는 복수의 육상구조물군에 작용하는 지진해일파력을 Navier-Stokes solver에 기초한 3차원혼상류해석법으로부터 수치적으로 검토하였다. 특히, 육상구조물의 배치형상과 호안에서의 이격거리 등에 따른 지진해일파력의 특성을 수치실험을 통해 조사하였다. 육상구조물군에 작용하는 지진해일파력에 대한 기존의 수리실험결과와 비교 및 분석하여 본 3차원수치해석의 적용성을 검토하였다. 그리고, 육상구조물에 작용하는 지진해일파력의 추정을 위해 정수압적인 방법과 동수압적인 방법을 각각 적용하여 기존실험결과 및 설계기준과의 비교를 통하여 3차원수치해석의 유용성을 검토하였으며, 기존실험결과와 수치해석결과를 동시에 고려하여 동수압적인 추정법에 관한 회귀식을 제안하였다. 이로부터 육상구조물에 작용하는 지진해일 파력의 산정에 관한 본 수치해석의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.269-272
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• 2005

For the three decades, the mold-filling of injection molding process was modeled as Hele-Shaw model. However, this model can not consider the 3D effect. In this paper, numerical simulations of three dimensional mold-filling during the filling phase were performed. The governing equations were discretized by segregated finite element method, which used equal order interpolation for pressure and velocity fields. The iterative linear equation solver (JCG, SOR) was employed for the solution of the momentum and pressure equations. Volume of Fluid (VOF) was employed for the melt front advancement. To check the validity of the numerical results, the results were compared with the experimental ones. The agreements between the experiment and the numerical results were found to be satisfactory.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.25-32
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• 2016

지반공학에서 평면변형율을 가정하는 2차원 사면안정해석은 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이 가정은 사면활동이 넓은 영역에 걸쳐서 발생되는 가정이므로 3차원 효과가 무시된다. 대다수 연구에서 2차원해석의 최소안전율값은 3차원해석에 비하여 작게 평가되는 보수적인 결과를 나타낸다. 최근에는 컴퓨터의 소프트웨어와 하드웨어를 포함한 해석방법의 발달로 3차원해석에 대한 요구가 커지고 있다. 본 논문에서는 원호모드, 병진모드사면을 이용하여 유한요소에 의한 2, 3차원해석 및 2차원 한계평형해석을 통하여 수치해석을 실시하였다. 해석결과 매개변수(요소망크기, 체적팽창각(dilatency angle), 경계조건, 응력이력, 모델차원)에 따른 사면안정해석에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과 2차원 해석보다 3차원 해석에 의한 사면의 안전율 값은 항상 크게 평가되며, W 뱡향 경계조건이 롤러지지인 경우, 사면폭에 의한 결과 차이는 없는 것으로 조사되었다.

• 한국측량학회지
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• 제25권5호
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• pp.375-381
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• 2007

본 논문에서는 3차원 점군, 3차원 벡터 또는 3차원 곡면에 영상등록하는 새로운 방법을 제안 하였다. 제안한 방법은 카메라 위치와 3차원 직선, 2차원 영상 직선을 각각 지나는 평면의 법선벡터의 일치화를 통하여 카메라 외부표정을 추정하는 것이다. 법선벡터 일치화의 조건은 각 법선벡터 쌍의 사잇각이 제로가 되는 것이다. 이 조건은 벡터내적인 수학식으로 표현 된다. 시뮬례이션을 통하여 제안한 방법이 영상등록을 위한 외부표정 추정을 강인하게 하는 것을 증명하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 복수의 대형 연직 주상구조물을 중심으로 구조물에 작용하는 비선형파력과 구조물에 의한 비선형파랑변형을 검토하며, 수치해석의 이론으로 쇄파나 강비선형 파랑을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes방정식에 근거한 3차원 VOF(Volume Of Fluid)법을 적용하였다. 본 수치해석의 타당성을 검증하기 위해 파랑변형과 파력에 대한 기존의 수리실험결과와 본 수치해석결과를 비교 검토하였으며, 이로부터 2기로 구성된 임의형상의 연직 주상구조물에 대해 구조물 형상, 구조물 배치간격, 파의 입사각도 변화에 따른 파력과 파랑변형의 특성을 논하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권2호
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• pp.26-32
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• 2006

This paper targets a direct and quantitative prediction of characteristics of unstable waves in a combustion chamber, which employs the governing equations derived in terms of amplification factors of flow variables. A freshly formulated nonlinear acoustic equation is obtained and the analysis of unsteady waves in a rocket engine is attempted. In the present formalism, perturbation method decomposes the variables into time-averaged part that can be obtained easily and accurately and time-varying part which is assumed to be harmonic. Excluding the use of conventional spatially sinusoidal eigenfunctions, a direct numerical solution of wave equation replaces the initial spatial distribution of standing waves and forms the nonlinear space-averaged terms. Amplification factor is also calculated independently by the time rate of changes of fluctuating variables, and is no longer an explicit function for compulsory representation. Employing only the numerical computation, major assumptions inevitably inherent, and in erroneous manner, in up to date analytical methods could be avoided. With two definitions of amplification factor, 1-D stable wave and 3-D unstable wave are examined, and clearly demonstrated the potentiality of a suggested theoretical-numerical method of combustion instability.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1024-1035
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• 2006

A three-dimensional (3-D) method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies and mode shapes of thick, complete (circumferentially closed), circular rings with an elliptical or circular cross-section. Displacement components $u_r,\;u_\theta\;and\;u_z$ in the radial, circumferential, and axial directions, respectively, are taken to be periodic in ${\theta}$ and in time, and algebraic polynomials in the r and z directions. Potential (strain) and kinetic energies of the circular rings are formulated, and upper bound values of the frequencies are obtained by minimizing the frequencies. As the degree of the polynomials is increased, frequencies converge to the exact values. Convergence to four-digit exactitude is demonstrated for the first five frequencies of the rings. Novel numerical results are presented for the circular rings having an elliptical cross-section based upon 3-D theory. Comparisons are also made between the frequencies from the present 3-D Ritz method and ones obtained from thin and thick ring theories, experiments, and another 3-D method.