• 한국지진공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.11-22
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• 2010

이 논문에서는 댐-호소계의 선형 및 비선형 지진응답 해석을 시간영역에서 엄밀히 수행할 수 있는 해석법을 제시하였다. 댐-호소계는 (1) 선형 또는 비선형으로 거동하는 댐체와 (2) 깊이가 균일하다고 가정한 호소 원역 및 (3) 댐체와 호소 원역 사이 불규칙한 형상의 근역의 세가지 부구조물로 구성된 연계 시스템으로 정식화되었다. 댐체는 선형 또는 비선형 유한 요소로 모델링되고, 호소 원역은 무한 영역으로의 에너지 방사를 엄밀하게 표현할 수 있도록 주파수영역에서 개발된 변위기반 전달경계를 시간영역에서의 포갬적분으로 변환하여 시간증분법과 결합이 용이하게 하였다. 호소 근역을 댐체와 호소 원역이라는 두 개의 부구조물 사이에 저장된 압축성 유체로 모델링하였다. 이 논문에서는 세 개의 부구조물로 구성되는 댐-호소계에 대해 비선형 시간영역 해석을 용이하게 하는 시간증분법을 유도하여 제시하였고 개발된 해석법을 다양한 형상의 댐-호소계의 지진응답 해석에 적용하여 그 정확성을 검증하였다. 이에 추가하여 제시한 기법을 콘크리트 댐의 비선형 지진응답 해석에 적용하여 손상 정도와 부위를 해석 결과로서 보여주었으며 동시에 제시한 기법이 내진성능 평가 등 실무에 바로 활용될 수 있음을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.19-30
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• 2005

. 본 연구에서는 지반의 비선형을 고려한 하부구조(말뚝지반말뚝캡)의 복잡한 거동과 상부 피어구조와 연계된 상$\cdot$하부 일체화 해석을 수행할 수 있는 3차원 해석기법을 개발하였다. FBPier 3.0과 Croup 6.0의 중간단계에 해당하는 해석기법으로 각 해석기법의 장점을 취하고 단점을 보완하였다. 군말뚝기초 중 말뚝은 말뚝두부 강성행렬을 이용하여 모델링하였으며, 지반은 비선형 하중전이곡선(t-z, q-z, p-y곡선)으로 나타내었다. 말뚝캡은 6개의 자유도를 갖는 개선된 4절점 평면쉘(Flat shell)요소루 교각(피어)은 3차원 보(Beam)요소로 모델링 하여 상$\cdot$하부 일체해석이 가능하게 하였다. 말뚝두부 강성행렬의 하중크기에 따른 비선형성을 고려하기 위하여 점증하중-할선계수법을 제안하였다. 기존의 비선형 해석기법과의 비교$\cdot$분석 결과, 본 해석기법이 말뚝을 FBPier 5.0과 달리 말뚝두부 강성행렬을 이용하여 모델링 하였어도 말뚝두부 및 교각 상단에서의 변위를 비교적 정확히 산정 가능하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.105-113
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• 2009

가새골조 성능을 개선하기 위해 연결부 (거싯 플레이트) 강도, 강성, 연성이 골조 디자인에 직접적으로 고려되어야 한다. 연결부의 강도는 지진력에 저항하도록 디자인 되어야하고 필요한 골조시스템의 연성을 확보하는데 기여해야한다. 그리고 연결부의 강성은 구조요소와 연결부의 동적 반응과 변위 요구에 영향을 준다. 이 논문에서 지난 실험 결과를 이용하여 거싯 플레이트 연결부에 대한 현 디자인 모델을 검토하고 평가한다. 현 디자인 모델은 연결부 디자인 가이드라인을 주기엔 적절하지 못하고 실제 거싯 플레이트의 응력과 변위 상태는 비선형이고 굉장히 복잡하다. 구조 디자이너들은 시스템과 연결부의 성능을 대략적으로 예측하기 위해 보와 기둥을 포함한 단순한 모델을 원한다. 이를 위해 단순화한 디자인 모델이 개발되고 평가된다. 이 모델은 비교적 정확하고 신뢰성 있는 연결부 강성 평가를 제공한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.729-740
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• 1994

h-version 유한요소법에 근거를 둔 형상최적화 설계에서는 초기모델의 기하형상에 대한 이상적인 체눈설계가 최종해석시에는 적합하지 않을 수 있게 된다. 그러므로, 최적화의 반복단계마다 모델의 단변형상에 대한 새로운 체눈설계가 필요하게 된다. 그러나 p-version 유한요소법은 형상최적화 문제 해석을 위한 매우 매력적인 대안으로 제시될 수 있다 p-version 유한요소법은 h-version 유한요소법과 비교하여 다음과 같은 큰 장점을 갖고 있다. 첫째로, 보간함수의 차수가 3차이상이 되면 요소의 찌그러진 형상에 대한 유한요소 해에 별 영향을 미치지 않는다. 둘째로, 심지어 응력특이 문제도 h-version에 비해 p-version은 적절한 체눈설계를 하게되면 훨씬 효율적이다. 셋째로, 초지 체눈설계와 최종 체눈설계가 동일하므로 반복단계마다 새롭게 체눈설계를 할 필요가 없어진다. Bezier의 곡선보간법, 경사투사법과 적분형 르장드르 다항식에 기초를 둔 2차원 형상최적화를 위한 p-version 모델이 제시되었다. 수치해석 경과는 p-version 소프트웨어인 RASNA를 사용하여 수행되었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.990-995
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• 2012

A piezoelectric ultrasonic bone surgical instrument, usually used to remove the tartar out of teeth or to cut the dentine of the tooth, is a recently popular instrument for dental treatment due to its several merits such as small size, low-electric power and precision control of surgical operation. It has typically two parts of a tip and vibration system which is also composed of head, piezoelectric elements and tail-mass. In order to improve the performance of the instrument, it is important to standardize the size of the vibration system without tip for high performance. In this study, a Finite Element Analysis (FEA) was utilized to optimize the structure of ultrasonic instrument in vibration system. Consequently, this study revealed that influence of several tips on property were minimized and it showed good property at the frequency range of 22~32 kHz.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권5호
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• pp.587-600
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• 2018

Infill panel is the first element of a building subjected to blast loading activating its out-of-plane behavior. If the infill panel does not have enough ductility against the loading, it breaks and gets damaged before load transfer and energy dissipation. As steel infill panel has appropriate ductility before fracture, it can be used as an alternative to typical infill panels under blast loading. Also, it plays a pivotal role in maintaining sensitive main parts against blast loading. Concerning enough ductility of the infill panel out-of-plane behavior, the impact force enters the horizontal diaphragm and is distributed among the lateral elements. This article investigates the behavior of steel infill panels with different thicknesses and stiffeners. In order to precisely study steel infill panels, different ranges of blast loading are used and maximum displacement of steel infill under such various blast loading is studied. In this research, finite element analyses including geometric and material nonlinearities are used for optimization of the steel plate thickness and stiffener arrangement to obtain more efficient design for its better out-of-plane behavior. The results indicate that this type of infill with out-of-plane behavior shows a proper ductility especially in severe blast loadings. In the blasts with high intensity, maximum displacement of infill is more sensitive to change in the thickness of plate rather the change in number of stiffeners such that increasing the number of stiffeners and the plate thickness of infill panel would decrease energy dissipation by 20 and 77% respectively. The ductile behavior of steel infill panels shows that using infill panels with less thickness has more effect on energy dissipation. According to this study, the infill panel with 5 mm thickness works better if the criterion of steel infill panel design is the reduction of transmitted impulse to main structure. For example in steel infill panels with 5 stiffeners and blast loading with the reflected pressure of 375 kPa and duration of 50 milliseconds, the transmitted impulse has decreased from 41206 N.Sec in 20 mm infill to 37898 N.Sec in 5 mm infill panel.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.145-157
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• 2008

하중전달효율은 다웰이 설치되었거나 설치되지 않은 콘크리트포장 줄눈의 구조적 성능을 나타내기 위해 사용된다. ABAQUS 소프트웨어를 사용한 줄눈 콘크리트장의 3차원 모형이 본 연구를 통하여 구축되었다. 기층과 노상이 접착되어 구성된 하부층 위에 3개의 슬래브가 놓였으며, 스프링 요소를 사용하여 인접한 슬래브를 줄눈에서 연결하였다. 콘크리트포장의 다양한 줄눈강성을 모사하기 위하여 다양한 값의 스프링 상수를 입력값으로 사용하여 그 관계를 조사하였으며, 스프링 상수가 커질수록 줄눈의 하중전달효율이 증가하는 것으로 나타났다. 슬래브와 기증의 다양한 탄성계수와 두께를 사용하여 슬래브의 거동과 하중전달효율에 미치는 재료물성과 기하학적 형상의 영향을 분석하였다. 그 결과 노상의 탄성계수는 기층의 탄성계수와 슬래브 및 기층의 두께보다 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 양 또는 영의 온도구배에서보다는 음의 온도구배에서 슬래브의 거동과 하중 전단효율이 더 민감 하게 변화하였으며, 낮은 강성의 줄눈은 슬래브의 온도구배에 더 민감한 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권1호
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• pp.34-44
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• 1992

단주기파의 항내 침입ㆍ변형에 의한 수면파난 현상을 효과적으로 예측하기 위한 수치모형을 제안하였다. 해저면 마찰을 고려한 완경사 방정식을 기본으로 하고 고체 경과면에서는 부분흡수 경계조건을 사용하였다. 방파제 주변과 항내 영역은 유한요소로 모형화하고 항외 영역에서는 Helmholtz 방정식의 해석해를 사용하는 복합요소법을 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법에 따라 경계치 문제의 범함수를 구한 후 구함되는 최종적인 연입방정식을 Gauss 소거법으로 푸는 수치모형을 수립하였다. 양익방파제에 의한 파의 회절에 대한 수치모형실험(Pos and Kilner, 1987)과 수치계산을 비교한 결과 양자가 양호하게 일치하여 본 수치모형의 타당성이 검증되었다. 본 모형은 유한차분 모형에 비해 경계면과 반사의 처리가 정확한 반면 상대적으로 커다란 컴퓨터 기억용양을 필요로 하므로 사각형 요소를 사용하는 등의 개선이 요구되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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• pp.71-81
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• 2008

This paper proposes a spectral element which can represent dynamic responses in high frequency domain such as Lamb waves on a thin plate. A two layer beam model under 2-D plane strain condition is introduced to simulate high-frequency dynamic responses induced by piezoelectric layer (PZT layer) bonded on a base plate. In the two layer beam model, a PZT layer is assumed to be rigidly bonded on a base beam. Mindlin-Herrmann and Timoshenko beam theories are employed to represent the first symmetric and anti-symmetric Lamb wave modes on a base plate, respectively. The Bernoulli beam theory and 1-D linear piezoelectricity are used to model the electro-mechanical behavior of a PZT layer. The equations of motions of a two layer beam model are derived through Hamilton's principle. The necessary boundary conditions associated with electro mechanical properties of a PZT layer are formulated in the context of dual functions of a PZT layer as an actuator and a sensor. General spectral shape functions of response field and the associated boundary conditions are formulated through equations of motions converted into frequency domain. A detailed spectrum element formulation for composing the dynamic stiffness matrix of a two layer beam model is presented as well. The validity of the proposed spectral element is demonstrated through comparison results with the conventional 2-D FEM and the previously developed spectral elements.

• 수산해양기술연구
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• 제18권1호
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• pp.47-53
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• 1982

본 논문은 비균일대칭성 열Flux인 수직사각 Duct내의 층류조합대류 열전달 효과를 해석하기 위하여 그 유동의 특성 지배 방정식 및 비균일 열Flux의 경계조건을 무차원화 시켜 이를 Galerkin's 방법에 의해 유한요소식으로 정식화하고 이에 대하여 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 대해서 Duct 내의 온도분포, 속도분포 및 Nusselt 수의 값을 계산하였고 온도분포를 열 Flux가 일정 및 없는 경우와 비교하였으며 또 닥트내의 열전달 특성을 R 하(a) 수, 응력구배변수 및 Corner에 따른 변호경향을 조사하였다. 그 결과 1. 본 해석의 경계벽 온도분포 계산치와 유효자료들과의 비교에서 열 Flux가 일정 또는 없는 경우는 그 값이 일치하였다. 2. 닥트내의 온도분포와 Nusselt수의 값은 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 비례하여 증감하였다. 3. Nusselt수는 Corner에서 유속지연에 의한 온도분포의 특성 때문에 그 값이 감소하였으며 최대치는 0.7부근이었다