• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1494-1495
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• 2006

A complete finite element analysis method for discharge onset process, which is governed and coupled by charge transport equation and electric field equation, was presented. The charge transport equation of first order was transformed into a second-order one by utilizing the artificial diffusion scheme. The two second-order equations were analyzed by the finite element formulation which is well-developed for second-order ones. The Fowler-Nordheim injection boundary condition was adopted for charge transport equation. After verifying the numerical results by comparing to the analytic solutions using parallel plane electrodes with one carrier system, we extended the result to blade-plane electrodes in 2D xy geometry with three carriers system. Radius of the sharp tip was taken to be 50 ${\mu}m$. When this sharp geometry was solved by utilizing the space discretizing methods, the very sharp tip was found to cause a singularity in electric field and space charge distribution around the tip. To avoid these numerical difficulties in the FEM, finer meshes, a higher order shape function, and artificial diffusion scheme were employed.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권6호
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• pp.1145-1167
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• 2016

This study presents a new method to computes analytical fragility curves of a structure subject to tsunami waves. The method uses dynamic analysis at each stage of the computation. First, the smooth particle hydrodynamics (SPH) model simulates the propagation of the tsunami waves from shallow water to their impact on the target structure. The advantage of SPH over mesh based methods is its capability to model wave surface interaction when large deformations are involved, such as the impact of water on a structure. Although SPH is computationally more expensive than mesh based method, nowadays the advent of parallel computing on general purpose graphic processing unit overcome this limitation. Then, the impact force is applied to a finite element model of the structure and its dynamic non-linear response is computed. When a data-set of tsunami waves is used analytical fragility curves can be computed. This study proves it is possible to obtain the response of a structure to a tsunami wave using state of the art dynamic models in every stage of the computation at an affordable cost.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.881-889
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• 2010

체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 등방성 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 등방성 함유체가 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 등방성 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 해석해 또는 유한요소법을 이용한 해와 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.457-464
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• 2005

The coupled time-integration method with a staggered algorithm based on computational structural dynamics (CSD), finite element method (FEM) and computational fluid dynamics (CFD) has been developed in order to demonstrate physical vibration phenomena due to dynamic aeroelastic excitations. Virtual flutter tests for the spanwise curved wing model have been effectively conducted using the present advanced computational methods with high speed parallel processing technique. In addition, the present system can simultaneously give a recorded data fie to generate virtual animation for the flutter safety test. The results for virtual flutter test are compared with the experimental data of wind tunnel test. It is shown from the results that the effect of spanwise curvature have a tendency to decrease the flutter dynamic pressure for the same flight condition.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.47-59
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• 2013

현수교 PPWS용 소켓의 내벽 경사각에 따른 소켓의 극한 하중계수의 변화를 검토하였다. 소켓의 구조 및 설계법을 간략히 정리하였고, 스트랜드 내의 강선 본수와 소켓 내벽 경사각을 매개변수화 한 15개의 소켓 모델을 설계하여 유한요소 모델을 작성하였다. 작성된 소켓 해석모델이 실제 소켓의 거동을 반영할 수 있도록 실험 결과와 해석 결과를 비교하여 소켓의 유한요소 모델을 개선하였다. 소켓 해석 모델에 대하여 ABAQUS를 이용하여 하중-변위 해석을 수행하였고, 최초 항복 및 극한 상태에서 소켓의 거동을 분석하였다. 해석결과, 최대의 극한 하중계수를 갖는 소켓 내벽 경사각은 스트랜드 내의 강선 본수에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 소켓 내벽의 최적 경사각은 현행 소켓 설계식의 필요 부착길이 검토식과 필요 응력저항길이 검토식의 경계가 되는 임계각에서 결정되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.17-17
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• 2017

In electric agricultural machine the gearhead is needed to convert the high speed low torque rotation motion generated by DC motor to lower speed high torque motion used by the vehicle. The gearhead consist of several spur gears works as reduction gears. Spur gear have straight tooth and are parallel to the axis of the wheel. Spur gears are the most easily visualized gears that transmit motion between two parallel shafts and easy to produce. The modeling and simulation of spur gears in DC motor gearhead is important to predict the actual motion behavior. A pair of spur gear tooth in action is generally subjected to two types of cyclic stress: contact stress and bending stress including bending fatigue. The stress may not attain their maximum values at the same point of contact fatigue. These types of failure can be minimized by analysis of the problem during the design stage and creating proper tooth surface profile with proper manufacturing methods. To improve its life expectation in this study modal and stress analysis of gearhead is simulated using ansys work bench software based on finite element method (FEM). The modal analysis was done to understand gearhead deformation behaviour when vibration occurs. FEM static stress analysis is also simulated on gearhead to simulate the gear teeth bending stress and contact stress behavior. This methodology serves as an approach for gearhead design evaluation, and the study of gear stress behavior in DC motor gearhead which is needed in the small workshop scale industries.

• Composites Research
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• 제24권6호
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• pp.37-48
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• 2011

체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 등방성 또는 이방성 타원 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 등방성 또는 이방성 타원 함유체의 중심이 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 타원을 포함하는 원형 실린더 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 타원 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 유한요소법을 이용한 해 및 해석해와 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제50권2호
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• pp.65-72
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• 2001

This paper presents the design and test results of a 10kVA single phase HTS transformer which is operating at 77K. Double pancake windings with BSCCO -2223 HTS tape and GFRP cryostat with room temperature bore are used in the transformer. Four double pan cake windings were used in pancake windings are connected in parallel to conduct the secondary current of 45.4A. the rated voltages of each winding are 440/220V. Numerical calculation using Finite Element Method was used to evaluated the performance of each arrangement. Considering the magnetizing reactance, leakage reactance, electrical insulation and the circulating current in low voltage winding which had two windings in parallel, HLLH arrangement was finally chosen. Estimation of the AC loss, magnetizing loss and self field loss, in the design stage, where effects of perpendicular field and parallel field are considered. Room temperature bore type cryostat has been constructed and its heat loss was measured.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.365-373
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• 2011

병렬과 영역분할을 이용한 폭발하중을 받는 철근콘크리트패널의 손상을 분석하였다. 폭풍파는 극도로 짧은시간 동안에 발생되기 때문에 수치해석을 통한 결과값은 폭풍파의 메쉬크기에 영향을 받는다. 그러므로 폭풍파 메쉬크기의 영향을 분석하기 위해 explicit 유한요소해석 프로그램인 AUTODYN을 이용하여 기존 실험결과와 메쉬크기에 따른 해석결과가 비교되었다. 폭발해석결과 메쉬크기가 작을수록 정확도가 높았으나 수행시간이 증가하여 효율성이 떨어졌다. 추가로 수치해석의 효율성을 높이기 위해 영역별 Euler와 Lagrange 기법을 달리하는 병렬해석이 수행되었다. 결과로, 폭풍파영역에서는 영역분할된 Euler 메쉬를 사용하고 구조물영역에서는 영역 분할된 Lagrange 메쉬를 사용하는 것이 구조물영역에서 영역 분할된 Lagrange 메쉬만을 사용한 것보다 수치효율성이 가장 높았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.153-162
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• 2007

치환공법을 적용하여 연약지반 상에 시공되는 보강토 옹벽에 대해 연약지반의 두께 및 강성, 치환깊이와 옹벽높이의 변화에 따른 옹벽의 거동을 연약지반 압밀현상과 시공단계를 함께 고려하는 유한요소해석으로 검토하였다. 옹벽의 거동은 벽체에 발생하는 변위와 침하량, 옹벽 기초지반에 발생하는 전단변형율로 표현하였다. 거동에 따른 옹벽의 안정성은 변위와 전단변형율의 한계값을 문헌연구로부터 정하고 이를 기준으로 평가하였다. 해석결과로부터, 옹벽의 거동은 연약지반 두께(t)와 강성, 치환깊이(d), 옹벽높이(h)의 변화에 따라 모두 영향을 받지만, 특히 d와 h의 변화에 민감한 것을 규명하였다. 또한, 옹벽의 안정성 유지를 위해 요구되는 d/h 값은 t와 h의 변화에 대하여 크게 영향을 받지 않음을 보였다. 이러한 결과로부터 연약지반 상 보강토 시공 구간 내에서 옹벽 높이가 변화하지만 그 변화정도가 극심하지 않은 경우에, 적정 치환깊이를 d/h로 나타낸 일률적인 값으로 제안할 수 있다는 결론을 얻었다.