• Wind and Structures
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• 제22권4호
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• pp.429-454
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• 2016

In this paper, a shear deformation plate theory based on neutral surface position is developed for free vibration analysis of functionally graded material (FGM) plates. The material properties of the FGM plates are assumed to vary through the thickness of the plate by a simple power-law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. During manufacture, defects such as porosities can appear. It is therefore necessary to consider the vibration behavior of FG plates having porosities in this investigation. The proposed theory is based on assumption that the in-plane and transverse displacements consist of bending and shear components, in which the bending components do not contribute toward shear forces and, likewise, the shear components do not contribute toward bending moments. The neutral surface position for a functionally graded plate which its material properties vary in the thickness direction is determined. The equation of motion for FG rectangular plates is obtained through Hamilton's principle. The closed form solutions are obtained by using Navier technique, and then fundamental frequencies are found by solving the results of eigenvalue problems. Numerical results are presented and the influences of the volume fraction index and porosity volume fraction on frequencies of FGM plates are clearly discussed.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.81-90
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• 2008

이 논문에서는 적분형 르장드르 다항식을 사용한 3차원 계층적 고체요소의 유한요소 정식화를 보여준다. 제안하는 육면체 고체요소는 절점, 변, 면, 그리고 내부모우드를 포함한은 4개의 서로 다른 모우드로 구성되어 있다. 영에너지 모우드와 일정변형률 조건을 확인하기 위해 고유치 시험과 조각시험이 수행되었다. 여기에 추가되어, 적응적 p-유한요소해석을 위해 유한요소해석으로부터 구한 후처리 응력값의 평활화에 기초를 둔 사후오차평가 기법이 연구된다. 자유도가 증가함에 따라 수렴속도측면에서 균등 p-분배와 불균등 p-분배에 의한 유한요소해의 차이점이 비교된다. 제안된 요소의 성능을 보이기 위해 간단한 캔틸레버보가 테스트되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.230-237
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• 2020

In this part, an implicit time dependent solution is presented for the Boltzmann transport equation discretized by the analytic coarse mesh finite difference method (ACMFD) over the spatial domain as well as the simplified P₃ (SP₃) for the angular variable. In the first part of this work we proposed a SP₃-ACMFD approach to solve the static eigenvalue equations which provide the initial conditions for temp dependent equations. Having solved the 3D multi-group SP₃-ACMFD static equations, an implicit approach is resorted to ensure stability of time steps. An exponential behavior is assumed in transverse integrated equations to establish a relationship between flux moments and currents. Also, analytic integration is benefited for the time-dependent solution of precursor concentration equations. Finally, a multi-channel one-phase thermal hydraulic model is coupled to the proposed methodology. Transient equations are then solved at each step using the GMRES technique. To show the sufficiency of proposed transient SP₃-ACMFD approximation for a full core analysis, a comparison is made using transport peers as the reference. To further demonstrate superiority, results are compared with a 3D multi-group transient diffusion solver developed as a byproduct of this work. Outcomes confirm that the idea can be considered as an economic interim approach which is superior to the diffusion approximation, and comparable with transport in results.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권2호
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• pp.103-115
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• 2018

In this work, a simple but accurate hyperbolic plate theory for the free vibration analysis of functionally graded material (FGM) sandwich plates is developed. The significant feature of this formulation is that, in addition to including the shear deformation effect, it deals with only 3 unknowns as the classical plate theory (CPT), instead of 5 as in the well-known first shear deformation theory (FSDT) and higher-order shear deformation theory (HSDT). A shear correction factor is, therefore, not required. Two common types of FGM sandwich plates are considered, namely, the sandwich with the FGM face sheet and the homogeneous core and the sandwich with the homogeneous face sheet and the FGM core. The equation of motion for the FGM sandwich plates is obtained based on Hamilton's principle. The closed form solutions are obtained by using the Navier technique. The fundamental frequencies are found by solving the eigenvalue problems. Numerical results of the present theory are compared with the CPT, FSDT, order shear deformation theories (HSDTs), and 3D solutions. Verification studies show that the proposed theory is not only accurate and simple in solving the free vibration behaviour of FGM sandwich plates, but also comparable with the higher-order shear deformation theories which contain more number of unknowns.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권3호
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• pp.215-221
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• 2008

구조물의 대표적 동적특성인 고유진동수 및 모드형상은 손상평가, 구조계추정기법 등과 결합한 구조건전성 평가분야에서 매우 중요한 기초 자료로 활용되고 있다. 그러나 해양구조물이나 대경간 교량과 같은 대형 구조물의 경우 진동원을 정확히 계측하기 힘들기 때문에 소규모의 구조물에 많이 쓰이는 기존의 모달 테스트 기법으로는 구조물의 진동특성을 구할 수 없다. 본 논문에서는 경간이 긴 대형 트러스 구조물을 대상으로 가속도 응답만으로 고유진동수 및 모드형상을 추출할 수 있는 방법을 연구하였다. 트러스 구조물의 수치해석 모델을 이용하여 가속도 응답 및 주파수 응답함수의 생성과정, 모드분석을 통한 고유진동수 및 모드형상 추출과정을 상세히 설명하였다. 제안한 방법으로 얻은 모드형상은 고유치 해석으로부터 계산된 모드형상과 비교하여 정확성을 검증하였으며, 모의 손상을 통한 손상평가기법에 적용하여 타당성을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.509-518
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• 2002

비대칭 단면을 갖는 박벽보의 3차원 휨-배틂 좌굴해석 및 정적해석을 위하여, 평형방정식과 힘-변위 관계식을 이용하여 엄밀한 정적요소강성행렬을 수치적으로 산정하는 개선된 기법을 제시한다. 먼저 14개의 변위피라미터를 도입하여 고차의 연립미분방정식을 1차 연립미분방정식으로 변환하고, 복소수 영역에서 선형고유치문제를 해를 구한다. 이 경우 동적강성행렬을 산정하는 경우와는 달리 복수개의 '영'의 고유치가 발생한다. 이에 대응하는 변위피라미터의 다항식을 항등식 조거능로부터 구하고, 이를 고유치와 결합하여 박벽보 요소의 엄밀한 처짐함수를 구한다. 이렇게 구한 엄밀한 처짐함수에 재단력-변위 관계식을 적용하여 세가지 초기단면력 조건에 대응하는 엄밀한 정적요소강성행렬을 산정한다. 본 방법의 타당성을 보이기 위하여 비대칭 박벽보의 좌굴하중과 처짐값을 계산하고 해석해나 ABAQUS 쉘요소를 이용한 해석결과 및 직선보요소를 사용한 유한요소해의 결과와 비교, 검증한다.

• 한국음향학회지
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• 제36권4호
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• pp.279-284
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• 2017

음원 위치 추정은 여러 방면에서 쓰임이 있는 응용 기술이다. 음원의 위치를 추정하기 위한 기본 기법 중에는 시간 지연 추정 기법이 있다. 이 기법에선 음원의 위치를 추정하기 위해서 두 개 또는 그 이상의 수신기에 들어오는 신호간의 상대적 시간 지연을 알아내야 한다. 시간 지연 추정 기법에는 일반화 된 상호 상관(Generalized Cross-Correlation, GCC) 대표적이지만, 정준형 상관 분석(Canonical Correlation Analysis, CCA)을 이용한 방법도 있다. 본 논문에서는 시간 지연 추정용 정준형 상관 분석의 고유벡터의 희소성을 이용하기 위해 새로운 알고리즘을 제안한다. 이를 위해서 로그-합(log-sum) 정규화를 이용한다. 본 논문에서는 서로 다른 여러 신호 대 잡음비 환경 하에서 비교 모의실험을 하였고, 이 비교 실험을 통하여 얻는 데이터를 통해서 제안한 새 정준형 상관 분석 기반 알고리즘이 이전의 정준형 상관분석 기반 알고리즘이나 기존 GCC보다 더 우수하다는 것을 보인다.

• 대한조선학회지
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• 제22권1호
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• pp.21-30
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• 1985

This paper deals whth the buckling as well as postbuckling analysis of axisymmertric shells taking the initial deflection effects into account. Incremental equilibrium equations, based on the principle of virtual work, were derived by the finite element method, the successive step-by-step Newton-Raphson iterative technique was adopted. To define the transition pattern of postbuckling behavior from the prebuckling state more accurately, a simple solution method was developed, i.e. the critical load was calculated by the load extrapolation method with the determinant of tangent stiffness matrix and the equilibrium configuration in the immediate postbuckling stage was obtained by perturbation scheme and eigenvalue analysis. Degenerated isoparametric shell elements were used to analyse the axisymmetric shell of revolution. And by the method developed in this paper, the computer program applicable to the nonlinear analysis of both thin and moderately thick shells was constructed. To verify the capabilities and accuracies of the present solution method, the computed results were compared with the results of analytical solutions. These results coincided fairly well in both the small deflection and large deflection ranges. Various numerical analyses were done to show the effect of initial deflection and shape of shells on buckling load and postbuckling behavior. Futhermore, corrected directions of applied loads at every increment steps were used to determine the actual effects of large deflection in non-conservative load systems such as hydrostatic pressure load. The following conclusions can be obtained. (1) The method described in this paper was found to be both economic and effective in calculating buckling load and postbuckling behavior of shell structure. (2) Buckling and postbuckling behavior of spherical caps is critically dependent upon their geometric configuration, i.e. the shape of spherical cap and quantities of the initial deflection. (3) In the analysis of large deflection problems of shells by the incremental method, corrections of the applied load directions are needed at every incremental step to compensate the follower force effects.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.18-26
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• 2001

본 논문에서는 압전체를 전기기계 압전파동방정식과 경계조건을 이용하여 고유치 제로 정식화하고, 3차원 유한요소법을 적용하여 초고주파 대역에서 동작하는 압전박막공진기의 공진모드 및 공진특성을 공진기의 입력 임피던스를 통하여 해석하였다. 이를 통하여 1차원 해석에서는 불가능하였던 공진기의 전극형상과 상, 하부 전극의 비대칭 구조에 따른 공진특성과 스퓨리어스특성을 추출하였다. 본 논문에서 제안한 방법으로 계산된 공진주파수를 Mason 등기모델 해석결과 및 실제 제작한 ZnO 압전박막공진기의 공진 특성과 비교한 결과 정확하게 일치함을 확인하였다. 또한 두께진동모드로 동작하기 위한 최적의 길이와 두께의 비가 20 : 1이고 최소한의 길이와 두께의 비가 5:1 이상임을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.39-48
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• 2021

본 논문에서는 정적 수직하중을 받는 barrette 말뚝의 고유진동수를 산정할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 비균질 지반에 설치된 직사각형 마찰말뚝의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 지배방정식을 Runge-Kutta 법을 이용하여 수치적분하였고, 미분방정식의 고유치인 고유진동수는 Regula-Falsi 법을 이용하여 산정하였다. 말뚝의 고유진동수는 유한요소해석의 결과와 잘 일치하였다. 말뚝의 고유진동수를 증가시키는 말뚝변수는 단면형상비, 마찰저항비, 지반강성비이고, 감소시키는 말뚝변수는 마찰형상비, 세장비, 압축계수이다.