• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권1호
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• pp.94-109
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• 2006

An improved meshfree method called the Petrov-Galerkin natural element (PG-NE) method is introduced in order to secure the numerical integration accuracy. As in the Bubnov-Galerkin natural element (BG-NE) method, we use Laplace interpolation function for the trial basis function and Delaunay triangles to define a regular integration background mesh. But, unlike the BG-NE method, the test basis function is differently chosen, based on the Petrov-Galerkin concept, such that its support coincides exactly with a regular integration region in background mesh. Illustrative numerical experiments verify that the present method successfully prevents the numerical accuracy deterioration stemming from the numerical integration error.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.103-111
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• 2005

본 논문에서는 수치적분 정도를 향상시킬 수 있는 새로운 무요소 기법을 제안한파 저자들에 의해 페트로프-갤러킨 자연요소법(PG-NEM)이라 명명된 이 새로운 기법은 보로노이 다이어그램과 델라우니 삼각화에 기반을 두고 있으며, 이는 BG-NEM이라 불리는 기존의 자연요소법과 개념적으로 동일하다. 하지만, 동일한 시험 형상함수와 시도 형상함수를 선택하는 BG-NEM과는 달리, PG-NEM에서는 지지영역이 적분을 위한 배경격자에 정확하게 일치하도록 시험 형상함수를 독립적으로 선택하는 페트로프-갤러킨 개념에 기반을 두고 있다. 따라서, 제안된 기법은 BG-NEM과 비교하여 수치적분 정도를 현저히 향상시킬 것으로 기대된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권7호
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• pp.986-998
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• 2003

In this paper, an adaptive numerical integration scheme, which does not need non-overlapping and contiguous integration meshes, is proposed for the MLPG (Meshless Local Petrov-Galerkin) method. In the proposed algorithm, the integration points are located between the neighboring nodes to properly consider the irregular nodal distribution, and the nodal points are also included as integration points. For numerical integration without well-defined meshes, the Shepard shape function is adopted to approximate the integrand in the local symmetric weak form, by the values of the integrand at the integration points. This procedure makes it possible to integrate the local symmetric weak form without any integration meshes (non-overlapping and contiguous integration domains). The convergence tests are performed, to investigate the present scheme and several numerical examples are analyzed by using the proposed scheme.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권4호
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• pp.72-83
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• 2011

A high-order discontinuous Galerkin method for the two-dimensional compressible Navier-Stokes equations was developed on unstructured triangular meshes. For this purpose, the BR2 methd(the second Bassi and Rebay discretization) was adopted for space discretization and an implicit Euler backward method was used for time integration. Numerical tests were conducted to estimate the convergence order of the numerical solutions of the Poiseuille flow for which analytic solutions are available for comparison. Also, the flows around a flat plate, a 2-D circular cylinder, and an NACA0012 airfoil were numerically simulated. The numerical results showed that the present implicit discontinuous Galerkin method is an efficient method to obtain very accurate numerical solutions of the compressible Navier-Stokes equations on unstructured meshes.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1274-1279
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• 2003

In this paper, a new meshfree technique which improves the numerical integration accuracy is introduced. This new method called the Petrov-Galerkin natural element(PG-NE) is based on the Voronoi diagram and the Delaunay triangulation which is based on the same concept used for conventional natural element method called the Bubnov-Galerkin natural element(BG-NE). But, unlike BG-NE method, the test shape function is differently chosen from the trial shape function. The proposed technique ensures that the numerical integration error is remarkably reduced.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권10호
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• pp.1605-1612
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• 2001

Least-squares meshfree method is presented. Conventional meshfree methods based on the Galerkin formulation suffer from inaccurate numerical integration. Least-squares formulation exhibits rather different integration-related characteristics. It is demonstrated through numerical examples that least-squares formulation is much more robust to integration errors than the Galerkin's. Therefore efficient meshfree methods can be devised by combining very simple integration algorithms and least-squares formulation.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권7호
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• pp.943-950
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• 2010

An efficient meshfree method based on a stabilized conforming nodal integration method is developed for elastoplastic contact analysis of metal forming processes. In this approach, strain smoothing stabilization is introduced to eliminate spatial instability in Galerkin meshfree methods when the weak form is integrated by a nodal integration. The gradient matrix associated with strain smoothing satisfies the integration constraint for linear exactness in the Galerkin approximation. Strain smoothing formulation and numerical procedures for path-dependent problems are introduced. Applications of metal forming analysis are presented, from which the computational efficiency has been improved significantly without loss of accuracy.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.525-535
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• 2001

본 연구에서는 무요소법의 일종인 element-free Galerkin 방법(EFGM)을 이용한 새로운 적응적 해석법을 제안하였다. 이 방법의 핵심은 Delaunay 삼각화에 기초를 둔 적분 격자를 기초로 수치적분과 적응적인 절점의 추가 및 소거를 수행하는 것이다. 이러한 적응적 해석법은 적분격자의 분할이나 이를 위한 추가적인 정보에 대한 관리가 필요 없이 간편하게 적응적 해석을 수행할 수 있다. 또한 균열의 진전과 같은 다단계 적응적 해석에 있어서도 매 해석단계별로 평가된 오차에 기초를 둔 최적 해석모델이 Delaunay 삼각화에 의해 구성되도록 하였다. 이러한 특성은 요소의 구성으로부터 자유로운 무요소법의 장점을 최대한 활용하여 해석모델의 구축을 보다 원활하게 수행할 수 있다. 적응적 해석에 기초가 되는 해석 후 오차평가는 계산된 응력과 투영응력과의 차이를 오차로 추정하는 투영응력법을 이용하였다. 균열진전을 포함하는 2차원예제의 해석을 수행한 결과 제안된 해석법의 타당성과 적용성을 입증할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.113-121
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• 2005

무요소기법이 공통적으로 내재하고 있는 수치적분의 부정확성을 해결하기 위해, 페트로프-갤러킨 자연요소법이라 불리는 향상된 자연요소법을 제안한다. 제안된 방법은 라플라스 기저함수를 시도 형상함수로 사용하는 반면, 시험 형상함수로서 델라우니 삼각형이 지지영역이 되는 함수를 새롭게 정의한다. 이러한 접근은 통상적인 적분영역과 적분함수 지지영역간의 불일치를 제거하게 하며, 이는 적용이 편리할 뿐만 아니라 수치적분의 정확성을 보장한다 본 논문에서는 2차윈 선형 탄성의 대표적인 검증문제를 통하여 제안된 방법의 타당성을 검증한다. 비교를 위해 기존의 부브노프-갤러킨 자연요소법과 일정 변형률 유한요소법을 이용한 해석을 동시에 수행한다. 조각 시험과 수렴율 평가를 통해 제안된 기법의 우수성을 확인할 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.333-340
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• 2004

This paper deals with geometric nonlinear analyses using a new meshfree technique which improves the numerical integration accuracy. The new method called the Petrov-Galerkin natural element method (PGNEM) is based on the Voronoi diagram and the Delaunay triangulation which is based on the same concept used for conventional natural element method called the Bubnov-Galerkin natural element method (BGNEM). But, unlike BGNEM, the test shape function is differently chosen from the trial shape function. In the linear static analysis, it is ensured that the numerical integration error of the PGNEM is remarkably reduced. In this paper, the PGNEM is applied to large deformation problems, and the accuracy of the proposed numerical technique is verified through the several examples.