• 제목/요약/키워드: Rezoning

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대변형 해석에서 평활화를 이용한 사면체 요소망의 재조성

  • 권기환;채수원;신상엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권9호
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    • pp.2397-2405
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    • 2000
  • The remeshing is a method to replace a distorted mesh by a new mesh without interrupting the finite element calculation. The remeshing procedure in this paper refers to the rezoning, for which a sm oothing process is developed to alleviate the distortions of mesh. In the paper, an automatic finite element rezoning system with tetrahedral elements for large deformation analysis has been developed. Our smoothing process is composed of two steps, a surface smoothing and a volume smoothing. In the surface smoothing, checking the dihedral angle and projection on surface patch reduced the change of shape and nodes penetrating die. The constrained Laplacian smoothing has been employed for the volume smoothing process. The state variables are mapped from old mesh to new mesh by using volume coordinates within a tetrahedral element. All these procedures have been linked to the NIKE3D program As illustrated in the examples the overall strategy ensures a robust and efficient rezoning scheme for finite element simulation of metal-forming processes.

삭마반응을 고려한 고체 추진기관 노즐 조립체의 열반응 및 구조해석 (Coupled Analysis of Structure and Surface Ablation in Solid Rocket Nozzle)

  • 김연철;도영대;함희철;문순일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.565-569
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    • 2011
  • 고체추진기관의 연소 환경에서 노즐 조립체의 온도, 삭마두께를 고려한 2차원 축대칭 열구조 해석을 하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 코드에서 활용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.

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삭마 및 열분해 반응을 고려한 고체 추진기관의 열해석 (Thermal decomposition and ablation analysis of solid rocket propulsion)

  • 김연철
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.113-122
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    • 2010
  • 고체추진기관의 연소 환경에서 복잡한 형상을 갖는 내열 복합재료의 온도, 밀도분포 및 삭마두께를 예측할 수 있는 방법을 개발하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 코드에서 활용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.

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상용해석 코드(MSC-Marc)를 활용한 노즐 내열부품의 숯/삭마 해석 기법 (Thermal decomposition and ablation analysis of solid rocket nozzle using MSC.Marc)

  • 김연철
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.311-314
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    • 2009
  • 고체추진기관의 연소 환경에서 복잡한 형상을 갖는 내열 복합재료의 온도 및 밀도분포를 예측할 수 있는 방법을 개발하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 Rezoning 기법을 사용하였으며 열분해에 의한 흡열반응 효과는 열분해 가스의 조성비에 기준한 유효 비열 값을 이용하여 계산되었다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.

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삭마 및 열분해 반응을 고려한 고체 추진기관의 열해석 (Thermal Decomposition and Ablation Analysis of Solid Rocket Propulsion)

  • 김연철
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.32-44
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    • 2010
  • 고체 추진기관 노즐의 2차원 열반응 및 삭마 해석 코드를 활용하여 노즐 부품의 숯 및 삭마현상을 연구하였다. Arrhenius 식을 이용한 내부 열분해 모델 상수는 TGA(열중량분석기) 실험으로 얻었다. 탄소와 $H_2O$, $CO_2$의 산화반응에 의한 화학적 삭마는 Zvyagin이 제안한 삭마모델 과 반응속도 상수를 이용하여 해석을 수행하였다. 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 프로그램인 MSC-Marc-ATAS에서 적용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 해석된 숯 및 삭마 두께는 연소시험 결과 값과 최대 20% 오차를 보였다. 향후 열방호 시스템의 성능을 모사하기 위하여 내부 온도 및 열유속을 실시간 측정하면 3차원 FEM 통합 열구조 해석에 적용될 것으로 기대된다.

FINITE ELEMENT ANALYSIS AND MEASUREMENT ON THE RELEASE OF RESIDUAL STRESS AND NON-LINEAR BEHAVIOR IN WELDMENT BY MECHANICAL LOADING(I) -FINITE ELEMENT ANALYSIS-

  • Jang, Kyoung-Bok;Kim, Jung-Hyun;Cho, Sang-Myoung
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.378-383
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    • 2002
  • In previous study, the decrease and recovery of total stiffness in welded structure was discussed on the basis of experimental examination through tensile loading and unloading test of welded specimen. The recovery of structure stiffness was caused by the release of welding residual stress through mechanical loading. In this study, analysis model that is indispensable for the effective application of MSR method was established on the basis of test and measurement result. Thermal elasto-plastic analysis for welding process was performed by non-coupled analysis. Analysis results of welding process were transfer to elasto-plastic model for tensile loading & unloading by restart technique. In elasto-plastic analysis model for mechanical loading & unloading, hardening appearance of weld metal was considered by rezoning technique and tying technique was used for JIG condition of test machine.

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생태 및 시각특성을 기초로 한 무등산도립공원의 경관평가 (Landscape Evaluation Based on Ecological and Visual Characteristics of Moodeungsan Natural Park)

  • 황국웅;이규완
    • 한국환경생태학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.14-21
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    • 1998
  • 경관은 생태적인 공간구조와 인간에 의산 시각상의 두 개의 다른 측면을 가진다. 따라서 경관평가는 그 양면에서 평가가 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 무등산도립공원에 대하여 생태 및 시각 특성의 양면에서 경관평가를 시도하고, 이것과 현재의 용도지구를 검토하였다. 그 결과 보존가치가 매우 높게 평가된 지역이 자연환경 지구로 지정되어 있으며 보존가치가 낮게 평가된 지역이 자연보존지구내에 존재하는 등 불합리하게 지정되어 있음이 지적되었다. 또 자연공원의 관리계획상, 생태평가와 시각평가에 기초한 경관평가를 실시하여 그 결과를 반영한 보존위주의 보다 합리적인 용도지구안을 제시하였다.

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Finite Element Analysis and Measurement on the Release of Residual Stress and Non-linear Behavior in Weldment by Mechanical Loading(I) -Finite Element Analysis-

  • Jang, K.B.;Kim, J.H.;Cho, S.M.
    • International Journal of Korean Welding Society
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    • 제2권1호
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    • pp.29-32
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    • 2002
  • In previous study, the decrease and recovery of total stiffness in welded structure was discussed on the basis of experimental examination through tensile loading and unloading test of welded specimen. The recovery of structure stiffness was caused by the release of welding residual stress through mechanical loading. In this study, analysis model that is indispensable for the effective application of MSR method was established on the basis of test and measurement result. Thermal elasto-plastic analysis for welding process was performed by non- coupled analysis. Analysis results of welding process were transfer to elasto-plastic model for tensile loading & unloading by restart technique. In elasto-plastic analysis model for mechanical loading & unloading, hardening appearance of weld metal was considered by rezoning technique and tying technique was used for JIG condition of test machine.

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Lagrangian 유한요소법을 이용한 2차원 탱크내 유동해석 (Analysis of Two-Dimensional Sloshing Problems by a Lagrangian FEM)

  • 이판묵;홍석원;홍사영
    • 대한조선학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.21-30
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    • 1990
  • 자유수면을 갖는 2차원 탱크내 유동현상의 규명을 위하여 수치해석법 및 실험적 방법을 제사하였다. 수치해석 방법으로는 전유동장에 대하여 Lagrangian 표현법 개념의 유한요소법을 적용하였으며, 유도의 비압축성 조건을 이용하여 Navier-Stokes 방정식을 fractional step method로 속도수정하는 방법을 도입하였다. 유한요소 내부의 유체는 항상 그 요소 안에 머물러 있고 유체의 경계는 항상 요소의 경계에 따라 이동하고 벽면에서 미끄러짐이 일어난다고 가정한다. 이 방법은 유동이 심한 경우 유동장의 이산화를 재조정해야 하므로 물체 적합좌표계를 사용한 절점 재조정법을 개발하였다. 실험은 한국해사기술연구소가 보유하고 있는 MTS유압시스템을 이용하여 슬러싱 탱크 모형실험이 수행되었으며, 이를 위하여 슬러싱 전용시험기를 제작하였다. 2차원 단순 직사각형 탱크에 대하여 수심의 변화 및 기진진폭의 변화에 따른 유동현상의 변화를 관찰하였고 이론해석 결과와 비교하였다.

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ALE 유한요소법을 이용한 유연매체의 거동해석 (Analysis of Flexible Media Using ALE Finite Element Method)

  • 지중근;장용훈;박노철;박영필
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.247-250
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    • 2007
  • Flexible media such as the paper, the film, etc. are thin, light and very flexible. They behave in geometrically nonlinear. Any of small force makes large deformation. So we must including aerodynamic effect when its behavior is predicted. Thus, it becomes fully coupled fluid-structure interaction(FSI) problem. In FSI problems, where the fluid mesh near the structure undergoes large deformations and becomes unacceptably distorted, which drive the time step to a very small value for explicit calculations, the arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) methods or rezoning are used to create a new undistorted mesh for the fluid domain, which allows the calculations to continue. In this paper, FE sheet model considering geometric nonlinearity is formulated to simulate the behavior of the flexible media. Aerodynamic force to the media by surrounding air is calculated by solving the incompressible Navier-Stokes equations. Q2Q1(Taylor-Hood) element which means biquadratic for velocity and bilinear for pressure is used for fluid domain. Q2Q1 element satisfies LBB condition and any stabilization technique is not needed. In this paper, cantilevered sheet in the viscous incompressible Navier-Stokes flow is simulated to check the mesh motion and numerical integration scheme, and then falling paper in the air is simulated and the effects of some representative parameters are investigated.

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