본 연구에서는 균열의 특이성과 불연속성을 Element-Free Galerkin(EFG) 법에 반영하기 위해 특이기저함수를 포함하는 확장항을 기존의 EFG 근사함수에 추가하고 균열면을 가로지르는 형상함수 구성시 불연속함수를 적용한 향상된 EFG 균열해석기법을 제안하였다. 기존의 EFG법이 균열선단주변의 특이응력장을 표현하기 위해 상당한 절점추가를 필요로 하지만 본 연구에서 제안한 기법은 절점의 추가나 해석모형의 수정이 필요 없다. 또한, 기존의 확장근사함수를 사용하는 EFG법이 계방정식의 크기를 상당히 증가시키는데 반해, 개선된 EFG 균열해석기법은 확장근사함수를 적용범위를 국소영역으로 제한하여 계방정식의 크기증가를 최소화하고서도 정도 높은 수치해를 얻었다. 수치예제는 제안된 기법의 향상된 면모와 효율성을 검증하여 준다.
The element-free Galerkin (EFG) method is one of meshless methods, which is an efficient method of modeling problems of fluid or solid mechanics with complex boundary shapes and large changes in boundary conditions. This paper discusses the theory of the EFG method and its applications to modeling of groundwater flow. In the EFG method, shape functions are constructed based on the moving least square (MLS) approximation, which requires only set of nodes. The EFG method can eliminate time-consuming mesh generation procedure with irregular shaped boundaries because it does not require any elements. The coupled EFG-FEM technique was introduced to treat Dirichlet boundary conditions. A computer code EFGG was developed and tested for the problems of steady-state and transient groundwater flow in homogeneous or heterogeneous aquifers. The accuracy of solutions by the EFG method was similar to that by the FEM. The EFG method has the advantages in convenient node generation and flexible boundary condition implementation.
In this study, a new method coupling of Element-Free Galerkin(EFG) method and Infinite Elements(IE) method is presented for extending application of the EFG method to engineering problems in unbounded domain. EFG method and IE method are briefly reviewed, and then the coupling procedure of the two methods is proposed. Numerical Algorithm by way of EFG-lE coupling technique is also developed. Numerical results illustrate the performance of the proposed technique. The accuracy of numerical solutions by the developed algorithm is guaranteed in comparing those of the other methods.
최근에 불연속 근사변위함수와 보조받침을 이용한 특이기저함수를 도입하여 균열의 불연속성과 특이성을 구현한 개선된 EFG(Element-Free Galerkin) 균열해석기법이 제안되었다. 개선된 EFG 균열해석기법은 균열의 성장에 따른 해석모형의 수정 없이도 높은 정확도로 균열전파해석을 수행할 수 있지만, 다른 무요소법과 마찬가지로 해석결과가 사용되는 해석계수에 의존하게 된다. 본 연구에서는 개선된 EFG 균열해석기법에서 사용하는 해석계수 즉, compact 받침 크기, 팽창계수, 선단주변에서의 형상함수의 평활화, 보조받침을 사용하는 절점개수가 수치해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 균열문제에 대한 patch 시험을 통해 응력에 대한 L₂오차노름과 응력확대계수를 산정하여 해석계수의 영향을 분석하였으며, 그 결과는 해석계수의 선택에 대한 지침으로 제시된다.
Kochurikhin, V.V.;Klassen, A.V.;Kvyat, E.V.;Ivanov, M.A.
한국결정성장학회지
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제15권6호
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pp.222-224
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2005
In suite of their superior optical and laser properties rare-earth orthovanadate single crystals have not been adopted yet into extensive industrial applications because of crystal growth difficulties. The edge-defined film-fed-growth (EFG) technique was applied successfully for the production of such crystals. At first time 1 inch $LuVO_4$ single crystals were grown by the EFG technique using newly developed die construction of high porous iridium with the application of automatic diameter control system.
The applicability of shaped growth of yttrium orthovanadate was approved by successful growth of rod-like single crystals with the rectangular shape. Nd-doped single crystals with content of $Nd^{3+}$ ions of 1,2,3,5 atomic % in the starting melt were grown by the EFG technique with the size up to $10^{*}10mm$ in section and up to 85 mm in length. For the testing of the multiple growth of the orthovanadates, two and three Nd-and Yb-doped $YVO_{4}$ single crystals were grown by the EFG technique simultaneously up to 110 mm in length.
광기능소자로 응용성이 넓은 전기광학결정 $r-6Bi_2O_3{\cdot}GeO_2$(이하 BGO로 약칭)을 EFG(Edge-defined Film-fed Growth)법에 의하여 판상단결정으로 육성하는 기초적 조건을 조사하였고 얻어진 판상단결정의 characterization 및 평가를 행하였다. 본 연구에서 얻어진 최적성장조건은 온도구배가 $22^{\circ}C$/cm 이었고 인상속도는 2.0mm/h이었다. 결정성장 최적조건에서 육성된 BGO결정은 제 2상의 석출이 없고 grain boundary가 존재하지 않으며 X선분석으로도 단결정임이 확인되었다. 육성된 판상단결정의 판면은 (100)면이었고 결정성장 방위는 <110>이었다. 육성된 판상단결정은 편광현미경하에서는 pore, void, inclusion, striation등의 성장결함이 없는 양질의 단결정이었으나 미세결함인 전위(dislocation)의 존재가 확인되었고 전위밀도는 $7.0{\times}105/cm^2$이었다.
In this paper, an improved Element-Free Galerkin (EFG) method is proposed by adding enrichment function to the standard EFG approximation and a discontinuity function is implemented in constructing the shape function across the crack surface. In this method, the singularity and the discontinuity of the crack are efficiently modeled by using initial node distribution to evaluate reliable stress intensity factor, though the standard EFG method requires placing additional nodes near the crack tip. The proposed method enables the initial node distribution to be kept without any additional nodal d.o.f. and expresses the asymptotic stress field near the crack tip successfully. Numerical example verifies the improvement and the effectiveness of the method.
Ghadiri Rad, Mohammad Hossein;Shahabian, Farzad;Hosseini, Seyed Mahmoud
Steel and Composite Structures
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제32권3호
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pp.293-304
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2019
In the present paper, the element free Galerkin (EFG) method is developed for geometrically nonlinear analysis of deep beams considering small scale effect. To interpret the behavior of structure at the nano scale, the higher-order gradient elasticity nonlocal theory is taken into account. The radial point interpolation method with high order of continuity is used to construct the shape functions. The nonlinear equation of motion is derived using the principle of the minimization of total potential energy based on total Lagrangian approach. The Newmark method with the small time steps is used to solve the time dependent equations. At each time step, the iterative Newton-Raphson technique is applied to minimize the residential forces caused by the nonlinearity of the equations. The effects of nonlocal parameter and aspect ratio on stiffness and dynamic parameters are discussed by numerical examples. This paper furnishes a ground to develop the EFG method for large deformation analysis of structures considering small scale effects.
탄성중합체와 흑연입자의 복합재는 전기 전도성 유연 소재로써, 대변형률 측정센서의 감지소자 제작에 적합하다. 본 연구에서는 기계적 연성이 우수한 탄성중합체인 polydimethylsiloxane(PDMS)와 전기 전도도가 높은 박리 후 파쇄된 흑연(expoliated and fragmented graphite, EFG)을 혼합하여 새로운 전기 전도성 유연 소재를 합성한 후 이를 이용하여 측정대상물의 변형률을 50% 이상까지 측정할 수 있는 고감도 연성 센서를 개발한다. 먼저, 천연 흑연가루를 전자레인지로 팽창시킨 후 초음파분쇄로 파쇄시켜 EFG를 준비한 후 PDMS와 혼합하여 전기 전도성 유연 소재를 준비한다. 1, 2 및 3축 대변형률 연성 센서는 상기 복합재로 만들어진 감지소자층과 순수 PDMS로 만들어진 절연층으로 구성되며, 각층은 저압스프레이 기반의 스텐실 기법을 통해 복합재 혹은 순수 PDMS 용액을 반복적으로 적층함으로써 제작된다. 본 논문에서는 PDMS와 EFG의 혼합비가 전기 전도성 유연 복합재의 기계적 연성과 전기 전도성에 미치는 효과에 대해 집중적으로 살펴본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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