• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권11호
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• pp.1628-1637
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• 2003

The vortex-induced vibrations of a circular cylinder at low Reynolds (Re) numbers are simulated by applying a method of the two-dimensional computational fluid dynamics coupled with the structural dynamics based on the multi-physics. The fluid solver is first tested on the case of a fixed cylinder at Re$\leq$160, and shows a good agreement with the previous high-resolution numerical results. The present study then reports on the detailed findings concerning the vibrations of an elastic cylinder with two degrees of translational freedom for a number of cases in which Re is fixed at 200, a reduced damping parameter Sg=0.01, 0.1, 1.0, 10.0 and the mass ratio M$\^$*/ = 1, 10.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.1066-1071
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• 2002

The use of frequency-dependent spectral element matrix (or exact dynamic stiffness matrix) in structural dynamics is known to provide very accurate solutions, while reducing the number of degrees-of-freedom to resolve the computational and cost problems. Thus, in the present paper, the spectral element model is formulated for the axially moving Timoshenko beam under a uniform axial tension. The high accuracy of the present spectral element is then verified by comparing its solutions with the conventional finite element solutions and exact analytical solutions. The effects of the moving speed and axial tension on the vibration characteristics, the dispersion relation, and the stability of a moving Timoshenko beam are investigated, analytically and numerically.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권2호
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• pp.119-130
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• 2009

This paper reports results of the structural response of empty steel tanks under vertical ground motions. The tanks are modeled using a finite element discretization using shell elements, and the vertical motion is applied and analyzed using nonlinear dynamics. Several excitation frequencies are considered, with emphasis on those that may lead to resonance of the roof. The computational results illustrate that as the base motion frequency is tuned with the frequency of the first roof-mode of the tank, the system displays large-amplitude displacements. For frequencies away from such mode, small amplitude displacements are obtained. The effect of the height of the cylinder on the dynamic response of the tank to vertical ground motion has also been investigated. The vertical acceleration of the ground motion that induces significant changes in the stiffness of the tank was found to be almost constant regardless of the height of the cylinder.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제10권4호
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• pp.81-87
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• 2007

In this study, analysis of structural design criteria for the canopy actuating device has been conducted considering the aerodynamic breakaway capabilities of jettisonable canopy system. Unsteady aerodynamic loads for the opened canopy configuration at passively controlled jettision mode were computed using CFD method. The general purpose multi-body finite element code, SAMCEF Mecano, is used in the implemented analyses for the passive jettision condition. The recommended altitude and speed of aircraft was suggested as design criteria of aerodynamic breakaway capability of jettisonable canopy system as a bakup egress method when normal canopy jettison sequence malfunctioned. Aerodynamic breakaway condition of jettisonable canopy was also simulated and the fracture load conditions of canopy actuator were investigated.

• 한국정밀공학회지
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• 제34권2호
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• pp.145-150
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• 2017

Air brake valves are widely used in automotive braking systems and the Korean automobile industry depends on importing them. Therefore, we should develop the technical expertise for their domestic production. In this study, air brake valves were analyzed that can be used in a variety of automobiles. Computational fluid dynamics analysis, static structural analysis, and hyper-elastic analysis were carried out. Before production of an air brake valve system, the performance of different parts has to be evaluated, for instance by using finite element analysis. The structural stability of the product can be determined using static dynamics. The compression behavior of the O-ring is predictable by nonlinear hyper elastic analysis, although errors are possible due to one-way loading. This simulation study can both save time and reduce costs compared to the development of experimental prototypes.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권2호
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• pp.101-108
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• 2010

The local structural states of amorphous alloys have been depicted previously via short-range orders (SROs). However, the concept of SROs alone is inadequate and sometimes insufficient to explain the structure-property relation of the amorphous alloys. In this study, we propose new types of medium-range building structures that affect the mechanical properties, plasticity in particular. Using a combination of molecular dynamics simulations and the Voronoi tessellation method, we demonstrate a three-dimensional configuration of icosahedral medium-range orders (I-MROs) and elucidate how these icosahedral orders evolve by the application of shear deformation. It was observed that the structural stability of the icosahedral orders relies largely on how they are linked via percolation and this linking is explained in detail.

• 한국가스학회지
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• 제10권3호
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• pp.7-12
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• 2006

본 논문은 배관에 대한 유동해석과 구조해석을 연계하여 감육부 최심점에서의 국부응력변화를 평가하기 위한 새로운 방법을 제시하였다. 이를 위해 배관 크기, 감육깊이 및 길이 등 3가지 변수를 고려한 해석모델을 적용하고, 침부식 또는 유동가속부식에 취약한 배관계통에서의 2가지 대표적 유체유동을 적용시켜 배관에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 유체의 흐름은 정상상태 비압축성 유동으로 가정하였고, 그 결과값을 감육배관 최심점에서의 국부응력을 구하기 위해 수행한 유한요소해석의 초기조건으로 적용하였다. 이러한 방법으로 구한 감육부에서의 압력분포와 기존의 단순 내압만을 고려한 경우와 상이하며, 그 결과를 비교하여 나타내었다. 향후 본 논문은 발전소설비나 가스설비의 배관건전성 평가에 참고자료로 적용 가능할 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1359-1365
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• 2014

본 연구에서는 측추력기 구성품인 Shutter의 열구조 안전성을 평가하기 위해 단방향 유체-구조 연성해석을 수행하였다. Shutter는 측추력기에서 노즐을 개방시키기 위한 구동 토크와 연소가스의 고온, 고압 열하중을 받는 부품으로 연소가 진행되는 동안 열구조 안전성을 확보하여야만 한다. 유체-구조 연성해석을 위해 측추력기의 연소시간동안 내부 유동장에서 발생하는 연소가스의 압력 및 온도 분포, 대류 열전달계수값을 유동해석을 통해 도출하였고, 이 결과 값을 맵핑 방식을 이용하여 열구조 해석의 하중조건으로 부가하였다. 연소시간동안 Shutter에서 발생되는 최대 응력 및 취약위치, 온도분포를 단위 시간 단위로 분석하여 온도에 따른 소재의 인장강도 값과 비교하여 열구조 안전성을 평가 하였다. 또한 반경 방향 변형량을 분석하여 셔터와 노즐목 간의 적정 간극을 설정하는 근거로 활용하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.119-127
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• 2012

와이어 로프(wire rope)는 여러 가닥의 얇고 긴 철사를 감아서 밧줄과 같이 만든 것으로 굽힘과 비틀림 하중에 비해 축 하중에 더 크게 저항할 수 있는 특징을 가지고 있다. 해상 크레인, 갠트리 크레인, 크롤러 크레인 등과 같이 선박 또는 해양 구조물의 탑재를 위해 사용되는 조선용 탑재 크레인은 이러한 와이어 로프를 이용해 큰 중량의 블록들을 들거나 내리고 있다. 따라서 블록의 안전한 탑재를 위해서는 와이어 로프에 대한 동역학적 특성을 잘 파악해야 한다. 본 연구에서는 블록 탑재 시 크레인의 와이어 로프에 작용하는 장력과 비틀림 모멘트에 대한 계산식을 유도하고, 이를 기반으로 한 조선용 탑재 크레인의 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 개발된 시뮬레이션 방법이 실제 조선소의 안전한 블록 탑재 과정에 충분히 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.393-399
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• 2013

본 논문은 그래핀의 모드 I 균열 진전에 대한 분자동역학 해석과 수치보조장을 사용하는 영역 투영 방법의 역문제 해석 방법을 결합하여 균열 선단 응집 법칙을 평가하는 효율적인 방법을 제시하고 있다. 그래핀의 균열 선단 응집 법칙을 결정하는 것은 균열 선단에서 멀리 떨어진 영역의 변위를 사용하여 균열 면에서 미지의 응집 트랙션과 열림 변위를 구하는 역문제를 해석해야 하는데 상호 J-적분과 M-적분의 경로 보존성과 효율적인 수치보조장을 사용하는 방법을 적용하였다. 분자동역학 해석에서 원자 변위를 유한요소 절점 변위로 이동최소자승법을 사용하여 근사하였으며 안정적인 역문제 해석을 통하여 원자 단위의 거동을 연속체 해석으로 연결시킬 수 있는 새로운 방법을 보여주었다.