• 제목/요약/키워드: Kirchhoff Method

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국부 압축력을 받는 스트링거 보강 복합적층 만곡 판넬의 좌굴후 거동해석 (Postbuckling Analysis of laminated composite-stringer stiffened-Curved panels Loaded in Local compression.)

  • 김조권
    • Composites Research
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    • 제13권1호
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    • pp.25-32
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    • 2000
  • 국부압축력을 받는 스트링거 보강 복합적층 만곡 판넬의 좌굴 및 후좌굴 거동을 개발한 유한요소프로그램을 이용하여 해석하였다. 후좌굴 해석은 판넬거동을 세 가지로 나누어 해석하였다. 판넬과 보강재를 모델링 하기 위하여 8절점응축 쉘요소를 도입하고 비선형유한 요소 수식화를 위해 2nd Piola-Kirchhoff 응력텐서와 Lagrangian 변형률 텐서를 채택하였다. 파손 특성을 고려하기 위해 점진적 파손해석을 도입하였다. 국부축하중을 받는 복합적층 만곡 판넬의 좌굴하중 및 좌굴후 극한하중, 국부좌굴과 전체좌굴, 그리고 보강재 영향이 인자별로 해석 비교 된다.

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표적강도 수치해석 기법 개발과 실험적 검증 (Numerical Analysis Method for Target Strength and Experimental Verification)

  • 최영호;김재수;신기철;유진수;주원호;김영현;박종현;최상문;김우식
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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    • pp.171-174
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    • 2004
  • 표적강도는 수중 산란체의 능동 탐지 확률을 좌우하는 중요한 변수중 하나이며 산란체의 기하학적 형상에 의해 결정이 되기 때문에 수치해석을 통한 해석 및 예측이 가능하다. 수치해석 기법은 현재 여러 가지가 알려져 있으며, 그중 Kirchhoff approximation이 다른 해석 기법에 비해 거울면 반사특성의 산란해석에 적합하며, 프로그램으로의 적용이 용이하다는 장점으로 인해 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점에 의거하여 Kirchhoff approximation을 이용하여 표적강도 수치해석 프로그램을 개발 및 검증하였다. 프로그램의 성능 검증은 원통형 산란체에 대한 이론해 검증과 원통형 실험 산란체를 통한 실험 검증을 수행하였다.

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축대칭형계 열성형공정의 수치모사연구 (Finite Element Analysis of Thermoforming Process for Axisymmetric System)

  • 이재욱
    • 유변학
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    • 제8권3_4호
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    • pp.215-225
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    • 1996
  • 평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

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직교이방성 평판의 Green 함수에 대한 새로운 해 (A Solution for Green's Function of Orthotropic Plate)

  • 양경진;강기주
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권3호
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    • pp.365-372
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    • 2007
  • Revisited in this paper are Green's functions for unit concentrated forces in an infinite orthotropic Kirchhoff plate. Instead of obtaining Green's functions expressed in explicit forms in terms of Barnett-Lothe tensors and their associated tensors in cylindrical or dual coordinates systems, presented here are Green's functions expressed in two quasi-harmonic functions in a Cartesian coordinates system. These functions could be applied to thin plate problems regardless of whether the plate is homogeneous or inhomogeneous in the thickness direction. With a composite variable defined as $z=x_1+ipx_2$ which is adopted under the necessity of expressing the Green's functions in terms of two quasi-harmonic functions in a Cartesian coordinates system Stroh-like formalism for orthotropic Kirchhoffplates is evolved. Using some identities of logarithmic and arctangent functions given in this paper, the Green's functions are presented in terms of two quasi-harmonic functions. These forms of Green's functions are favorable to obtain the Newtonian potentials associated with defect problems. Thus, the defects in the orthotropic plate may be easily analyzed by way of the Green's function method.

고차이론을 이용한 보 및 아치형 구조물의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Beam-and Arch-Like Structures using Higher-Order Theory)

  • 조진래
    • 전산구조공학
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    • 제10권1호
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    • pp.185-191
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    • 1997
  • 보 및 아치형 구조물은 2차원 탄성체이지만 두께가 상대적으로 매우 얇다는 특성 때문에 Kirchhoff이나 Reissner-Mindlin이론과 같이 변위장의 두께방향 변위를 선형함수로 근사화시켜왔다. 그 결과 2차원 문제가 물체의 중립면에서 표현되는 1차원 문제로 차원이 감소되어 이론적 해석이 간편해 진다. 그러나 경계에서와 같이 두께방향 변위가 복잡한 영역의 거동을 보다 정확히 해석하기 위해서는 2차원 선형 탄성이론이나 두께방향 다항식의 차수가 상당히 높아야 한다. 본 논문은 두께방향 다항식의 차수변화에 따른 해석정도 경향 및 여러 다른 차수를 한 문제 영역에 혼합하는 모델조합에 대한 내용을 제시한다.

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수중표적에 대한 고주파수 음향산란 해석 (High Frequency Acoustic Scattering Analysis of Underwater Target)

  • 김국현;조대승;김종철
    • 대한조선학회논문집
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    • 제42권5호
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    • pp.528-533
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    • 2005
  • A mono-static high frequency acoustic target strength analysis scheme was developed for underwater targets, based on the far-field Kirchhoff approximation. Au adaptive triangular beam method and a concept of virtual surface were adopted for considering the effect of hidden surfaces and multiple reflections of an underwater target, respectively. A test of a simple target showed that the suggested hidden surface removal scheme is valid. Then some numerical analyses, for several underwater targets, were carried out; (1) for several simple underwater targets, like sphere, square plate, cylinder, trihedral corner reflector, and (2) for a generic submarine model, The former was exactly coincident with the theoretical results including beam patterns versus azimuth angles, and the latter suggested that multiple reflections have to be considered to estimate more accurate target strength of underwater targets.

소리의 공간 제어를 위한 구형 다채널 스피커 어레이 설계 (Design of Multichannel Spherical Loudspeaker Array for the Spatial Sound Manipulation)

  • 강동수;최정우;이정민;김양한
    • 한국음향학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.214-224
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    • 2012
  • The objective of this paper is to design multichannel spherical loudspeaker array by considering various positioning methods such as Gaussian grid, Lebedev grid and packing method. For the spatial sound manipulation, which is to make desired sound field by controling multiple sound sources, the Kirchhoff-Helmholtz integral states that sound fields can be reproduced in terms of infinite control sources on the integral surface. But since we cannot control infinite number of sources for the implementation, we have to allocate finite number of sound sources which can approximately act as infinite number of sources. To manipulate sound field inside of a sphere (which is typical example of three dimensional array) by controlling sound sources on the surface, three methods of allocating sound sources, which are Gaussian grid, Lebedev grid and packing method, are reviewed. For each geometry, the performances of manipulation rendered by time-reversal operator and higher-order ambisonics are compared.

강소성 대변형 유한요소법을 이용한 판재 압연연구 (Study on the Sheet Rolling by a Rigid-Plastic Finite Element Method Considering Large Deformation Formulation)

  • 김동원;홍성인
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.145-153
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Toh가 개발하여 stretchforming에 응용한 강소성 대변형 이론 을 압연문제에 적용하여 강소성 대변형 유한요소 프로그램을 개발하는데 있다.

모스정합을 결합한 UTD에 의한 큰 평행도파관의 고주파간섭 해석 (UTD-Supplemented Mode-matching Method Analysis of High-Frequency Wave Coupling into Large Parallel Plate Waveguides)

  • 권도훈;선영식;명노훈
    • 전자공학회논문지A
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    • 제31A권10호
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    • pp.48-53
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    • 1994
  • The problem of a plane wave impinging upon a semi-infinite paralle-plate waveguide is investigated. The interior fields can be analyzed by converting the initial field into vaveguide modes. Kirchhoff approximation is usually made at the waveguide aperture in the literature. In this paper, a modified approximation is made using the Uniform Gemetrical Theory of Diffraction(UTD). Numerical results show excellent agreement between UTD-supplemented mode-matching solution and UTD solution.

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기하학적 비선헝 구조물의 설계 민감도해석 및 위상최적설계 (Design Sensitivity Analysis and Topology Optimization of Geometrically Nonlinear Structures)

  • Cho, Seonho;Jung, Hyunseung;Yang, Youngsoon
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.335-342
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    • 2002
  • A continuum-based design sensitivity analysis (DSA) method fur non-shape problems is developed for geometrically nonlinear elastic structures. The non-shape problem is characterized by the design variables that are not associated with the domain of system like sizing, material property, loading, and so on. Total Lagrangian formulation with the Green-Lagrange strain and the second Piola-Kirchhoff stress is employed to describe the geometrically nonlinear structures. The spatial domain is discretized using the 4-node isoparametric plane stress/strain elements. The resulting nonlinear system is solved using the Newton-Raphson iterative method. To take advantage of the derived analytical sensitivity In topology optimization, a fast and efficient design sensitivity analysis method, adjoint variable method, is employed and the material property of each element is selected as non-shape design variable. Combining the design sensitivity analysis method and a gradient-based design optimization algorithm, an automated design optimization method is developed. The comparison of the analytical sensitivity with the finite difference results shows excellent agreement. Also application to the topology design optimization problem suggests a very good insight for the layout design.

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