• 지구물리와물리탐사
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• 제5권3호
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• pp.206-216
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• 2002

유한요소법은 다양한 공학문제에 대해 수치적으로 해를 구하는 방법으로, 유한개의 요소를 이용하여 모형의 형상을 자유롭게 설정할 수 있기 때문에 3차원 모델링에 많이 적용된다. 공학에서 모델링은 해의 정확도와 계산시간이 중요한 의미를 가지므로, 유한요소법을 이용할 경우 주어진 공간에 대해 물리적인 연속성을 가지며 간단한 방법으로 요소를 구성하는 것이 효율적이다. 그러나 기존의 유한요소법에서는 구조적으로 복잡한 대상에 대해서 체계적인 요소 구성방식이 존재하나, 기하학적으로 단순한 원통형 물체에 대해서는 원통의 중심부에 대한 묘사가 자유롭지 못하다. 이 연구에서는 기존의 좌표변환식에서 처리할 수 없었던 좌표계의 원점을 수학적으로 정의하여 완전한 원통 좌표계에서의 유한요소법을 구성하고자 한다. 원통 좌표계에서는 모든 영역을 육면체 요소로 구성하여 유한요소법을 적용할 수 있으므로 원통형 물체나 공간으로 표현되는 시스템의 구조해석에 효율적이다. 한편, 이 방법은 단일 시추공과 지표의 탐사선으로 구성된 새로운 방식의 시추공-지표간 전기비저항 탐사법을 수행할 수 있는 기초를 제공하며, 이를 이용할 경우 전기비저항탐사의 환경 분야에 대한 적용성을 높일 것으로 판단한다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제10권2호
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• pp.71-77
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• 1996

본 논문에선 3차원 유한요소법을 이용한 농형유도전동기 단락환의 등가저항계산법에 대하여 연구하였다. 농형유도전동기의 단락환은 회전자 봉도체의 유도 전류 폐로를 형성케하는 역할을 하게 된다. 폐로 형성시 단락환의 표피효과로 인하여 적은 단면적으로 전류가 흐르게 되어 저항이 커진다. 본 논문에선 자기벡터포텐셜 A 과 전기스칼라포텐셜 $\Phi$에 의한 3차원 유한요소법을 이용하여 회전자에서 발생하는 주울손실로부터 저항을 계산하였다.

• 한국자기학회지
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• 제6권2호
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• pp.106-111
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• 1996

전동기와 같이 가동부를 갖는 전기기기는 힘이나 토크를 발생시키기 위하여 고안되었고, 힘이나 토크는 이들 기기의 해석과 설계에 중요한 요소이다. 지금까지 유한요소법을 이용한 전자력 계산 방법으로는 여러가지 방법들이 제시되어 왔고, 그 중 널리 사용되는 방법으로는 맥스웰 응력법과 가상변위법이 있다. 맥스웰 응력법은 맥스웰 스트레스텐서를 이용하여 표면 전자력 밀도를 구하고 이의 표면 적분으로 전자력을 구하는 방법이고, 가상변위법은 물체에 변위가 일어났을 때 발생하는 에너지의 변화량을 이용하여 전자력을 구하는 방법이다. 전류원이 포함된 문제에서는 정확도를 높이기 위하여 벡터포텐셜을 주로 이용하여 자장해석을 하여 왔으므로 본 논문에서는 유한요소법으로 3차원 자장 문제를 해석한 결과인 자기벡터포텐셜을 맥스웰 응력법과 가상변위법에 적용하여 전기기계의 각 요소의 전자력을 구하는 방법을 제시한다. 제시한 방법의 검증을 위하여 해석 모델을 솔레노이드로 하여 제시한 방법으로 구한 전자력을 3차원으로 해석한 결과와 비교하여 그 유용성을 증명한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.35-44
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• 2009

본 논문에서는 대규모 3차원 구조해석에 필요한 병렬 유한요소해석을 위한 영역분할법의 적용에 대해 묘사하였다. 영역분할법을 사용한 병렬 유한요소법 시스템을 개발하였다. 절점 생성시, 절점들간의 거리가 특정절점에서의 공간함수와 같아지면 절점이 생성되어 진다. 이 절점공간함수는 퍼지지식처리에 의해 조절되어 진다. 기본적인 요소생성은 데로우니 삼각화 기법을 적용하였다. 자동요소생성 시스템을 이용한 영역분할법은 3차원 해석에 큰 도움이 된다. 공간함수와 유사하게 절점들간의 유한요소해석을 위한 병렬 수치 알고리즘으로서 영역분할법을 전체의 해석영역을 완전히 여러 개의 작은 영역으로 겹치지 않게 나누는 공역구배인 반복적 솔버와 결합시켰다. 개발된 시스템의 효용성에 대한 성능을 몇 가지 예를 통해 제시하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제38권4호
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• pp.228-239
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• 2008

식립 후 힘의 부하가 조기에 이루어지는 마이크로임플란트의 경우 식립 시의 골응력 혹은 스트레인의 관리가 그 안정성에 있어 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 3D 유한요소법을 사용하여 교정용 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생하는 응력(스트레인)을 해석하였다. 0.9 mm 직경으로 미리 드릴링한 1mm 두께 피질골에 마이크로임플란트(AbsoAnchor SH1312-7, Dentos, Daegu, Korea)가 식립되는 전체 과정(10회전, 식립 깊이 5 mm)의 모사를 위해 총 1,800 step의 유한요소해석을 실시하였다. 식립 진행과 더불어 생기는 나사산 주위 피질골의 기하학적 형상변화를 유한요소해석에 반영하기 위하여 지속적인 remesh를 실행하였으며, 빠른 수렴을 위해 마이크로임플란트는 강체로, 피질골은 강소성체로 모델링하였다. 해석 결과, 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생되는 스트레인은 임플란트 주위골 전체에서 정상적인 골개형을 위한 한계치로 보고되고 있는 $4,000\;{\mu}$-strain을 상회하였고, 나사산 첨부 인접골에서는 스트레인이 100% 이상에 달하였다. 계산된 피질골 식립토오크는 약 1.2 Ncm 정도로 가토 경골에 동일 모델의 마이크로임플란트을 식립하며 측정한 값에 약간 미달하였으나 근접한 수치를 보였다. 본 연구를 통해, 마이크로임플란트의 식립과정을 3D 유한요소법으로 재현할 수 있음을 확인하였고, 또한 마이크로임플란트 식립에 의해 피질골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권1호
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• pp.33-38
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• 2012

전기비저항 탐사는 자동측정과 정밀한 자료 획득이 가능해 지면서 토목 및 환경문제 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이에 따라 시간에 따른 지하의 변화를 정밀하게 파악할 수 있는 전기비저항 모니터링 기법이 도입되면서 시간경과 모니터링 자료의 보다 정확한 모델링 기법과 역산 기법의 개발이 요구된다. 여기서는 3차원 전기비저항 모델링으로 요소의 변형을 통해 임의 형상의 이상체 및 복잡한 지형의 굴곡을 표현하기 쉬운 유한요소법을 사용하였다. 유한요소법에서 선형요소(1차 요소)는 시스템 방정식의 구성이 간단하고 대역폭이 좁다는 장점이 있다. 하지만 선형요소는 요소 또는 절점의 수에 따라 해의 수렴속도가 느리며 또한 정확성에 한계가 있다. 일반적으로 유한요소법에서 해의 정확성을 높이기 위해 고차요소를 사용한다. 본 논문에서는 고차의 Serendipity 요소를 사용하는 3차원 전기비저항 모델링 프로그램을 개발하였다. 선형요소법과 Serendipity 요소법의 비교를 위해 직육면체의 이상체 모델에 적용하였을 때, 선형요소법의 결과에 비해 Serendipity 요소를 사용하는 3차원 전기비저항 모델링의 결과에서 보다 정확하게 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.283-288
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• 2017

스폿 용접 접합의 삼차원 모델링을 위하여 강한 불연속이 내장된 유한요소를 사용하였다. 스폿 용접의 기하학적 형상을 유한요소망 대신 요소에 내장된 불연속 면에서의 특수한 응집 법칙을 이용하여 표현하였다. 이를 통하여 기존의 적응적 유한요소망을 이용하는 접근법과 달리 스폿 용접의 국부적인 형상에 독립적인 유한요소망을 구성할 수 있다. 또한, 스폿 용접의 형상을 명시적으로 고려하여 모델링함으로써 기존의 점 구속조건을 이용하는 접근법과 달리 망 독립적인 해를 얻을 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1011-1013
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• 2005

솔레노이드 엑츄에이터의 초기 설계는 일반적으로 등가자기회로법을 이용하여 이루어지나, 프레임의 형상과 같은 국부적인 설계는 유한요소법 등을 이용하여 설계해야 한다. 본 논문에서는 등가자기회로법을 통하여 각형 마이크로 솔레노이드 엑츄에이터의 설계와 3차원 유한 요소법을 이용하여 특성을 해석하고 설계 결과의 타당성을 검증하고자 한다. 그리고 프레임 구조에 따른 특성 변화를 비교해본다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.3-6
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• 2006

본 논문에서는 분리장치 개발을 위해 3D 형상설계 및 유소요소법을 이용한 구조해석을 수행하였다. 이를 기반으로 시제품을 제작하였으며, 여러 환경시험을 수행하여 신뢰도를 향상시켰다.