• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.271-281
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• 2005

외부유체를 유한요소화 할 경우 경계조건을 만족시키도록 무한반경까지를 모델링 할 수 없으므로 이를 보정하기 위하여 유한경계에서의 경계조건으로 발산경계조건을 사용하였다. 외부유체의 모델링에서 적용한 수치모델은 쉘 요소 및 유체요소를 축대칭 구조물의 특성을 이용한 링요소로 모델화하여 자오방향 모우드와 주변방향의 파형 모우드를 변수분리함으로써 지진하중 등의 해석에서도 수십 개의 링요소에 의해 정해에 근사한 값을 얻을 수 있도록 하였다. 축대칭 쉘 구조물과 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도와 유체의 압력관계를 이용한 부가질량을 유체를 비점성, 비압축 및 비회전으로 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다. 이에 따라 구조물의 변형에 따른 외부유체 효과를 고려한 부가질량매트릭스를 얻을 수 있었으며, 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.537-544
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• 2005

LPG등 고압가스를 지하에 저장하는 저장공동의 효과적인 관리를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 기존에는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사용되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수월하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였으며 지하공동으로 배수되는 정확한 유입량 산정을 위해 해석해 및 기존의 유한요소해석결과와 비교하여 수치해석의 타당성을 제시하였다. 이 모형은 공동의 설계단계에서 수막공의 간격과 배열형태, 공동의 최적형상을 결정하기 위한 모의실험에서 기존의 유한요소해석의 단점을 극복하는 대안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.95-110
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• 2010

본 논문에서는 합성보의 부착슬립 효과를 고려할 수 있는 유한요소 수치모델을 제안하고자 한다. 전단연결재가 설치된 슬래브와 거더 경계에서 선형 전단력-슬립 관계를 가정하여, 부착슬립 거동을 해석할 수 있는 수치모델이 구현되었다. 본 수치모델을 통하여 축 방향의 자유도를 부가하지 않고 2절점의 보 요소를 적용하여 합성보 경계에서의 슬립 거동을 고려하는 것이 가능하다. 선형 부분전단 연결이론을 토대로 한 슬립 거동의 지배방정식은 슬래브와 거더 경계에서 힘의 평형상태와 단면 내에서 상수로 가정된 곡률을 바탕으로 결정된다. 또한, 지배방정식 구성에 있어서 요소 양 절점에서의 휨 모멘트 값을 필요로 하기 때문에 유한요소 해석으로 도출되는 상수 모멘트를 요소 내에서 선형으로 분포시켰다. 제안된 수치모델을 적용한 해석결과를 기존 연구의 수치해석 결과 및 실험결과와 비교하였으며, 하중-처짐 곡선의 비교를 통하여 본 모델의 성능을 검증하였다.

• 한국광학회지
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• 제28권6호
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• pp.304-313
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• 2017

대구경 거울과 이를 지지하는 flexure로 구성된 반사경 시스템의 최적화를 위하여 수행하는 유한요소 해석은 주어진 설계 조건을 만족하기 위하여 수많은 반복적인 계산과 실제 모델의 수정 작업이 필수적이다. 일반적으로 실제 모델의 수정은 node의 재설정과 새로이 구성된 각 부품의 경계면에서 node의 연속성을 맞추는 작업에 많은 시간이 소요되며 이는 유한요소 해석에 소요되는 시간 결정에 매우 중요한 요소가 된다. 모델링과 계산에 소요되는 시간을 절약하기 위하여 각 광학적 구성요소의 경계면에서 비공유 node 연결을 활용하는 새로운 광기계 해석을 제안하고자 한다. 새 모델링 기법에 의하여 계산된 광기계 해석과 경계면에서의 공유 node를 사용하는 기존의 광기계 해석을 비교하여, 계산에 의하여 얻어진 광기계적 성능은 거의 같았고, 주어진 조건에 도달하기 위한 계산 시간은 획기적으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.289-300
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• 2015

철도 전동 소음은 철도에서 발생하는 대표적인 소음으로서 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 가진 된 차륜 및 레일의 진동으로부터 발생한다. 철도 전동 소음 해석 시 레일 방사 소음은 자유 공간에 놓인 레일의 음향 방사 파워를 이용해 원거리에서 계산하므로, 일반적으로 소음원 모델에 지면 반사를 고려하지 않는다. 그러나 레일 주위의 근접 음장을 해석하고 저감 대책을 적용하기 위해서는 지면에 의한 음파의 반사를 고려해야 한다. 본 논문에서는 파수유한요소/경계요소법을 이용해 지면에 의해 발생하는 레일 소음의 변화와 그 특성을 살펴보았다. 해석은 먼저 레일이 강체 지면에 부착된 경우와 레일 패드 높이만큼 강체 지면에서 이격된 경우에 대해 방사효율을 구하고 그 결과를 비교하였다. 이를 통해 레일과 강체 지면의 이격 여부에 따라 레일 방사 소음에 크게 변화함을 확인하였다. 둘째로는 지면에 임피던스 경계조건을 부여하고 레일에서 방사되는 음향 파워 및 지향 특성의 변화를 살펴보았다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.469-476
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• 2007

많은 계산량이 요구되는 삼차원 접촉 문제의 효율적인 유한요소 해석을 위하여 영역/경계 분할 기법을 적용하였다. 접촉 경계면의 부등식 적합 조건과 부영역, 공유면, 접촉 공유면의 등식 적합 조건을 모두 벌칙 함수로 처리하였다. 이에 따라 모든 유효 강성 행렬이 양 정치화되므로, 역행렬과 같은 각종 행렬 연산이 매우 간편해진다. 또한 전체 영역의 형상이 복잡하더라도, 임의의 부영역, 공유면, 접촉 공유면 단위로 쉽게 유한요소 모델링할 수 있다. 즉, 관련 지배 방정식은 물론 경계 조건도 독립적으로 이산화할 수 있으므로, 국부적인 비선형 접촉 조건에 대한 효율적인 해석이 가능하다. 간단한 수치 예제를 통하여 삼차원 접촉 해석의 효율성에 관한 기본적인 경향을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.335-341
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• 2017

본 논문에서는 고차미분 연속성을 가지는 형상함수에 기초하여 오일러-베르누이 보 유한요소모델을 정식화하였으며, 다양한 경계조건들에 대하여 그 성능을 평가하였다. 이러한 유한요소 모델들은 새로이 개발되는 고차 보 이론들과 논로컬 탄성이론에 기초한 보 이론들의 유한요소해석에 필요하다. 그러나 고차 연속성을 가지는 유한요소에 대한 성능평가는 문헌에서 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 $C^2$ 및 $C^3$ 두 종류의 고차 유한요소들을 정식화하여 외팔보, 단순지지, 고정-힌지 등의 경계조건들을 적용하고 정적해석을 수행하였다. 고전적인 경계조건들 이외에도 고차 경계조건들이 보의 거동에 미치는 영향을 비교분석하였다. 경계조건에 따라서는 처짐의 미분 값들이 경계주변에서 진동하는 현상이 관찰되었으며, 이는 기하학적 경계조건들에 대하여 뚜렷이 나타난다. 특히 고정단과 같은 경계에서의 변위의 고차미분 조건은 이러한 불안정한 현상을 유발한다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 고차 미분 연속성을 가지는 유한요소 이용에 가이드라인으로서 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권4호
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• pp.45-51
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• 2003

본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 불투과성 사다리꼴형상 잠제에 의한 파랑의 반사율과 투과율을 이론적으로 수치해석 하였다. 해석기법으로는 유체와 투과성 영역을 동시에 해석할 수 있는 파압함수를 사용하였으며, 이론적으로 간단히 하기 위해, 투과성 영역내의 파랑의 운동은 선형소산계수와 부가질량계수를 도입하여 정식화하였다. 사다리꼴형상 잠제의 소파특성은 잠제의 법면경사의 변화에 대한 의존도가 높은 것을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.130-137
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• 2000

대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 모델링 기법들은 비파괴 평가기술에 있어서 중요한 역할을 하고 있고 많은 모델링 기법들이 결함의 탄성파 산란문제를 해석하기 위하여 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 다양한 수치기법들 중 탄성파 산란문제 해석에 있어 많은 장점을 가지고 있는 동탄성 경계요소법에 대하여 자세히 소개하고, 응용 예로서 경계요소법을 이용한 기공결함의 수평횡파 산란장 해석과 표면균열의 표면파 산란장 해석을 소개한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1175-1181
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• 2001

본 논문에서는 도파관 안에 전파의 진행에 대해 단면 방향으로 놓인 임의의 모양의 iris를 해석하기 위한 효율적인 반복 유한 요소법을 제안하였다. 불연속 구조 부근의 적은 숫자의 요소만으로도, 몇 번의 경계 조건의 수정 과정을 통해 전형적인 유한 요소법으로 정확한 해를 구할 수 있음을 보였다. 제안한 방법의 타당성을 보이기 위해, 구형 도파관 내의 원형 iris를 해석하고 유한 요소 경계 적분법을 이용한 결과와 비교하였다.