• 전산구조공학
• /
• 제8권3호
• /
• pp.51-57
• /
• 1995

다공평판에서의 응력해석에 균질화기법이 사용되었다. 표준적인 유한요소법에 미소좌표계확장을 도입한 균질화 기법은 다공평판을 microscale 모델과 macroscale 모델로 나누어 해석한다. 같은 패턴이 반복되는 최소의 기하학적단위를 microscale에서의 단위구조로 취하여 등가물성치를 산출한다. Macroscale 모델에서는 다공평판을 구멍이 없는 일반평판으로 가정하여 앞에서 산출한 등가물성치와 주어진 경계조건을 이용하여 변위를 산출하고, microscale 모델에서 다공평판의 응력을 계산한다. 균질화기법은 다공평판외에도 기본단위의 반복도가 심한 복합구조의 응력해석에서 유용한 전처리 및 후처리 개념을 제공하며, 계산에 필요한 자유도를 현저히 줄이면서 적절한 등가물성치와 응력분포의 계산을 가능케 하여준다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제81권3호
• /
• pp.267-280
• /
• 2022

Multiscale structure has attracted significant interest due to its high stiffness/strength to weight ratios and multifunctional performance. However, most of the existing concurrent topology optimization works are carried out under deterministic load conditions. Hence, this paper proposes a robust concurrent topology optimization method based on the bidirectional evolutionary structural optimization (BESO) method for the design of structures composed of periodic microstructures subjected to uncertain dynamic loads. The robust objective function is defined as the weighted sum of the mean and standard deviation of the module of dynamic structural compliance with constraints are imposed to both macro- and microscale structure volume fractions. The polynomial chaos expansion (PCE) method is used to quantify and propagate load uncertainty to evaluate the objective function. The effective properties of microstructure is evaluated by the numerical homogenization method. To release the computation burden, the decoupled sensitivity analysis method is proposed for microscale design variables. The proposed method is a non-intrusive method, and it can be conveniently extended to many topology optimization problems with other distributions. Several numerical examples are used to validate the effectiveness of the proposed robust concurrent topology optimization method.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제25권8호
• /
• pp.1140-1147
• /
• 2001

Experimental schemes that enable characterization of phase-change phenomena in the microscale regime are essential for understanding the phase-change kinetics. Particularly, monitoring rapid vaporization on a submicron length scale is an important yet challenging task in a variety of laser-processing application, including steam laser cleaning and liquid-assisted material ablation. This paper introduces a novel technique based on Michelson interferometry for probing the liquid-vaporization process on a solid surface heated by a KrF excimer laser pulse(λ=248nm, FWHM=24ns) in water. The effective thickness of a microbubble layer has been measured with nanosecond time resolution. The maximum bubble size and growth rate are estimated to be of the order of 0.1㎛ and 1m/s, respectively. The results show that the acoustic enhancement in the laser induced vaporization process is caused by bubble expansion in the initial growth stage, not by bubble collapse. This work demonstrates that the interference method is effective for detecting bubble nucleation and microscale vaporization kinetics.

• 스마트미디어저널
• /
• 제5권1호
• /
• pp.137-142
• /
• 2016

In this paper, a multi-scale model is applied to the simulation of thrombus growth. This model includes macroscale model and microscale model. The former is used to model the plasma flow with Navier-Stokes equations, and the latter is used to model the platelets adhesion and aggregation, thrombus motion, and the surface expansion of thrombus. The force acting on platelets and thrombus from plasma is modeled by the drag force, and the forces from biochemical reactions are modeled by the adhesion force and the aggregation force. As more platelets are merged into the thrombus, the thrombus surface expands. We proposed a thrombus growth model for simulating the expansion of thrombus surface and tracking the surface by Level Set Methods. We implemented the computational model. The model performs well, and the experimental results show that the shape of thrombus in level set expansion form is similar with the thrombus in clinical test.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
• /
• pp.348-353
• /
• 2001

Experimental schemes that enable characterization of phase-change phenomena in the micro scale regime is essential for understanding the phase-change kinetics. Particularly, monitoring rapid vaporization on a submicron length scale is an important yet challenging task in a variety of laser-processing applications, including steam laser cleaning and liquid-assisted material ablation. This paper introduces a novel technique based on Michelson interferometry for probing the liquid-vaporization process on a solid surface heated by a KrF excimer laser pulse (${\lambda}=248nm,\;FWHM=24\;ns$) in water. The effective thickness of a microbubble layer has been measured with nanosecond time resolution. The maximum bubble size and growth rate are estimated to be of the order of $0.1{\mu}m\;and\;1\;m/s$, respectively. The results show that the acoustic enhancement in the laser induced vaporization process is caused by bubble expansion in the initial growth stage, not by bubble collapse. This work demonstrates that the interference method is effective for detecting bubble nucleation and microscale vaporization kinetics.

• Composites Research
• /
• 제35권3호
• /
• pp.188-195
• /
• 2022

본 논문은 멀티스케일 공정-구조 해석의 방법론을 제안하고 단섬유층과 직물층으로 이루어진 배터리 하우징 파트에 적용한다. 특별히 마이크로스케일 대표체적요소(RVE: Representative Volume Element)안 기지의 불확정성을 고려하였다. 마이크로스케일의 RVE내 기지 물성의 랜덤한 공간내 분포는 KLE(Karhunen-Loeve Expansion)을 통해 구현하였다. 공간상 랜덤분포된 기지 물성을 갖는 RVE의 유효 물성을 전산균질화를 통해 얻어 매크로스케일 유한요소 모델에 매핑하였다. 또한 하이브리드 공정해석을 통해 압축 성형 해석으로부터 얻은 잔류응력과 섬유배향을 매핑한 유한요소 모델과 드레이핑 공정 해석결과로부터 얻어진 섬유배향을 매핑한 모델을 결합하였다. 본 연구에 제안된 방법은 배터리 하우징 뿐만 아니라 다양한 재료 구성을 갖는 복합재료의 공정-구조해석을 통해 설계요구도를 엄밀하게 평가할 수 있을 것이라 기대된다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.1245-1252
• /
• 1994

A solution of heat transfer problems of composite materials has been tried using homogenization technique. Homogenization technique, which was derived by applying asymptotic expansion to the standard finite element method, helped compute the equivalent thermal conductivity matrices of base cells which constituted the composite material with repeated patterns. The homogenization technique made it possible to compute the solution of the heat transfer problem of composite materials with lower degrees of freedom compared to those of other numerical methods. The equivalent thermal conductivities computed by computed by homogenization technique are also applicable to other numerical methods such as finite difference method.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제56권4호
• /
• pp.132-158
• /
• 2023

공주 청량사지 오층 및 칠층석탑은 계룡산 삼불봉 아래에 있으며, 고려 중기에 창건한 것으로 알려진 탑으로 한 시대에 두 유형의 백제계 석탑이 공존하는 쌍탑으로서 역사적 및 학술적 가치를 인정받고 있다. 두 탑은 1944년 도굴로 칠층석탑이 전도되고 그 영향으로 오층석탑에 기울어짐이 발생하였다. 1961년에 석탑을 복원하였으나 구조적 불안정성은 지속적으로 제기되었다. 따라서 이 연구에서는 2021년 5월부터 2022년 3월까지 계측자료를 축적하고 계절적 특성을 검토하여, 동일 기간의 기온변화와 강수량에 따른 석탑의 미세거동을 해석하였다. 이 결과, 모든 계측기에서 일간 기온변화에 따라 미세한 열탄성거동을 반복하였으며, 경사와 변위 모두 미세거동이 나타났다. 경사계에서는 기온변화에 따라 석재의 표면과 내부에 포함된 수분이 팽축을 반복하며 미세한 움직임을 보였고, 변위계에서도 시계열에 따라 기온이 상승하면서 모두 이격거리가 감소하였다. 특히 오층석탑 상부는 북서쪽으로 최대 3.89° 거동하였으며, 칠층석탑은 북동쪽으로 최대 0.078° 기울었다. 최대 변위는 오층석탑과 칠층석탑에서 각각 0.127 및 0.149mm로 기록되었다. 이 값들은 계측 종료시점에 원래 상태로 회귀하는 경향은 있으나 완전히 회복하지 못하여 면밀한 감시가 필요한 상태를 지시하였다. 이 연구를 통해 획득한 결과는 두 석탑의 안정적 보존을 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 이를 기반으로 다양한 환경요소를 고려한 거동특성이 분석되어야 하며, 계측시스템의 유지관리를 통한 예방보존이 지속되어야 할 것이다.