• 제목/요약/키워드: 기하학적요소

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기하학적 비선형 판재 해석을 위한 혼합형 FE Model 연구 (Study of a Mixed Finite Element Model for the Analysis of a Geometrically Nonlinear Plate)

  • 김우람;최윤대
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1427-1435
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    • 2010
  • 전통 판재이론을 이용하여 기하학적 비선형성을 갖는 판재의 휨해석을 위한 혼합형 유한요소모델을 구성 하였다. 혼합형 유한요소 모델의 구성에 포함되는 변형률과 합성력의 관계에 대한 적절한 가중함수를 찾기 위하여 라그랑지 승수법과 최소가상에너지 원리를 사용하였다. 각 요소별 유한요소 방정식의 계수행렬과 뉴턴 반복법 사용을 위한 접선 행렬에 대한 구체적 값을 제시하였다. 구성된 유한요소 해석모델의 선형 해에 대한 정확도 분석을 위하여, 여러 경계조건하에서의 수학적 해와 제시된 모델과 기존 모델의 유한요소해를 비교하여 현재 모델의 정확도의 향상을 확인하였다. 또한 수렴된 비선형해를 이용하여 제시된 모델의 경우, 각종 합성력들에 대한 요소 경계에서의 연속성이 기존의 모델의 합성력에 비해 개선됨을 제시하였다. 최종적으로 수렴한 비선형해에 대한 유효성을 보이기 위하여 기존 모델의 비선형 수렴해와 현재 모델의 비선형 수렴해를 비교하여 제시하였다.

등기하 해석법을 이용한 구조해석 (On the Structural Analysis Using the Isogeometry Analysis Approach)

  • 이주성;장경식;노명일
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.55-60
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    • 2011
  • 본 논문에서는 NURBS의 기저함수를 이용하는 등기하 해석을 선형 탄성 문제에 적용하였다. 등기하 해석의 목적은 기하학적 모델링 (CAD)와 수치적 해석 (CAE)를 통합하는 것인데, 이는 계산 망으로써 NURBS에 의한 기하학적 모델링 결과를 직접 이용해서 이룰 수 있다. NURBS 곡면은 조정점과 노트 벡터들을 이용하여 정확한 기하학적 형상을 표현할 수 있으며, 또한 요소의 정밀화 과정이 상대적으로 용이하다는 장점이 있다. 본 연구를 통해 개발된 컴퓨터 코드의 정당성을 보이기 위해 비교적 단순한 형태의 두 가지 구조모델에 적용하였다 ; 1) 균일 내압을 받는 실린더, 2) 균일 인장력이 작용하는 중앙에 구멍이 있는 정사각형 판. 이 두 모델은 정해가 있는 경우로서 절점을 추가하는 h-정밀화와 기저함수의 차수를 증가하는 p-정밀화에 의한 등기하 해석법을 적용한 근사해의 수렴성을 분석하였다.

상·하부 T-stub 접합부의 초기회전강성 평가 (Evaluation of the Initial Rotational Stiffness of a Double Split Tee Connection)

  • 김희동;양재근;이재윤;이형동
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.133-142
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    • 2014
  • 상 하부 T-stub 접합부는 보와 기둥의 강성비, T-stub의 기하학적 형상변화, 긴결재의 개수, 패널존 효과 등의 영향에 따라서 보통모멘트골조 및 특수모멘트골조에 적합한 거동특성을 나타내는 완전강도 부분강접 접합부(full strength partial restrained connection)이다. 이러한 상 하부 T-stub 접합부가 구조적으로 안전하게 거동하기 위해서는 충분한 강도, 강성, 연성능력을 나타내어야 한다. 이 연구는 T-stub의 기하학적 형상변화가 상 하부 T-stub 접합부의 모멘트-회전각 관계에 미치는 영향을 파악하고, 이에 따른 상 하부 T-stub 접합부의 초기회전강성을 평가하기 위해 진행하였다. 이를 위하여 T-stub의 기하학적 형상변수 ${\alpha}^{\prime}$값을 변화시킨 2개의 상 하부 T-stub 접합부 실험체를 제작하여 접합부 실험을 수행하였고, 3차원 비선형 유한요소해석도 수행하였다.

기하학적 비선형 효과를 고려한 복합재료 적층 쉘 구조의 유한요소 동적 해석 (Finite element dynamic analysis of laminated composite shell structures considering geometric nonlinear effects)

  • 이상열
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.5979-5986
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    • 2013
  • 본 연구에서는 복합재료 적층 쉘 구조의 기하학적 비선형 동적 거동을 상세 분석하였다. Sanders의 1차 전단 변형 쉘이론 및 비선형 방정식을 기반하여, 비선형 동적 방정식의 해는 Newmark 방법과 Newton-Raphson 반복법을 혼용하여 적용하여 산정하였다. 본 연구에서 개발한 유한요소 해석프로그램을 사용하여 쉘의 곡률, 화이버 보강각도 및 적층 배열의 변화가 적층 쉘의 기하학적 비선형 동적 거동에 미치는 영향을 상세 분석하였다. 몇 가지 수치해석 결과는 기존 문헌으로부터 얻어진 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구의 새로운 결과는 최대 동적변위에 대한 적층 쉘 구조의 곡률, 화이버 보강각도 그리고 적층 배열 형식과의 중요한 상호관계를 보여준다. 몇 가지 수치해석 예제는 동적 특성을 고려한 적층 쉘 구조를 상세 설계하는데 필요한 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

연결요소 방법과 메디안 필터를 이용한 문서영상 기하학적 구조분석 (The Geometric Layout Analysis of the Document Image Using Connected Components Method and Median Filter)

  • 장대근;황찬식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권8A호
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    • pp.805-813
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    • 2002
  • 인쇄문서를 전자문서로 자동전환하기 위해서는 먼저 문서영상의 기하학적 구조를 분석하여 문자, 그림, 표 등의 세부 영역으로 분류해야한다. 그러나 문서구조의 복잡성과 그림의 크기와 밀도의 다양함은 기하학적 구조분석을 어렵게 만드는 원인이 되고 있다. 본 논문에서는 연결요소 기반의 방법을 이용하여 복잡한 구조의 문서도 세부적 영역분할이 가능하며, separable 메디안 필터를 이용하여 크기와 밀도가 다양한 문자가 그림을 분류하고, 1차원 메디안 필터를 수평, 수직방향으로 각각 적용하여 표를 구성하는 직선이 훼손되거나 직선에 문자가 붙어있는 경우에도 추출을 가능하게 함으로써, 상용제품이나 기존의 방법에 비해 영역분할 및 분류 그리고 표를 구성하는 직선추출이 우수한 방법을 제안한다.

유한요소해석을 위한 3차원 구조물의 기하학적 모델링 (Geometric Modelling of 3-Dimensional Structures for Finite Element Analysis)

  • 이재영;이진휴
    • 전산구조공학
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    • 제4권1호
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    • pp.109-120
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    • 1991
  • 이 논문은 유한요소해석의 전처리를 위한 3차원 구조물의 가하학적 모델링 방법을 제안하였다. 여기서 제안한 모델링 체계에 의하면 구조물의 모델은 조절점, 곡선, 곡면 및 입체의 계층적 구성에 따라서 단계적으로 형성된다. 혼성함수와 경계표현법을 기본으로하는 여러가지 곡면 및 입체의 모델링 방법을 유한요소망 발생에 적합하도록 체계화하였으며, 모델합성 및 연산방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 새로운 유한요소해석 전처리 프로그램을 개발하였다.

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블록크기 및 균열의 기하학적 속성에 따른 2-D DFN 시스템의 블록수리전도도 특성 (Characteristics of Block Hydraulic Conductivity of 2-D DFN System According to Block Size and Fracture Geometry)

  • 한지수;엄정기
    • 터널과지하공간
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    • 제25권5호
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    • pp.450-461
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    • 2015
  • 본 연구는 블록크기 및 균열의 기하학적 속성이 균열암반의 수리적 특성에 미치는 효과를 파악하기 위해 이차원 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 DFN 유체유동 해석기법을 적용하여 수치실험을 수행하였다. 두 개의 균열군을 사용하여 균열의 기하학적 속성 변화를 반영할 수 있도록 방향, 면적빈도, 길이분포를 달리하며 이차원 영역에 추계론적으로 생성한 총 72개의 DFN 블록에 대하여 방향에 따른 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 블록크기 및 균열의 기하학적 속성은 균열성 암반의 수리적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 균열군의 교차각이 작을수록, 면적빈도가 낮고 길이분포가 짧을수록 DFN 시스템은 유체유동에 대한 REV를 정의하기 어려우며 방향에 따른 블록수리전도도의 변동성이 강하게 나타났다. 일반적으로 블록크기가 커질수록 DFN 시스템에 대한 등가연속체 취급 가능성은 높아진다.

정보 인식의 효율성과 인포그래픽의 시각적 조형성의 관계 (The relationship between information recognition efficiency and formative attributes of infographics)

  • 이수진
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.764-771
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    • 2018
  • 연구는 인포그래픽 표현의 다양화와 전달 효율성을 시각적 조형성을 중심으로 파악하는 기초연구로, 조형적 특성에 중점을 두었다. 이를 위해 기하학적 유형과 유희적 유형으로 구분하여 각각의 조형적 속성들을 도출하여 유의미한 차이가 있음을 증명하였고 인포그래픽의 유형별 조형성과 내용전달의 상호 관계성을 분석하였다. 그 결과 기하학적 유형은 규칙성, 명확성, 시인성, 내용전달성이, 유희적 유형은 유희성, 시인성, 명확성, 내용전달성의 속성이 도출되었다. 또한 내용전달을 중심으로 나머지 속성의 관계를 분석한 결과, 기하학적 유형에서는 규칙성과 시인성이 내용전달 효과에 유의미한 긍정적인 영향력을 주고 있으며 유희적 유형에서는 유희성과 명확성이 내용전달에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다. 따라서 인포그래픽의 조형성은 시각화 과정에서의 유의미한 차이에 의해 표현 유형을 구분하며 내용전달의 영향을 주는 세부 요인 또한 조형적 요소에 있음을 실증적으로 확인하였다.

메쉬 반사판 안테나의 케이블 네트 형상 설계 및 변형 해석 (Form-finding and Deformation Analysis of the Cable Nets for Mesh Reflector Antennas)

  • 노진호;최혜윤;정화영;송덕기;윤지현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권9호
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    • pp.609-616
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    • 2022
  • 메쉬 반사판 안테나의 성능은 반사판 표면의 형상 오차에 크게 의존하게 된다. FDM(Force Density Method)을 이용하여 반사판 케이블 네트의 형상설계 연구가 수행되고 있다. 하지만 결정된 형상 일부에 반사판 실효면적의 감소가 발생하고, 케이블의 기하학적 비선형을 고려한 변형 해석은 불가능하다. 본 연구에서는 기하학적 특성을 고려한 케이블 네트 형상설계 방법론을 제시하고 설계된 형상의 실효성을 검증한다. 기하학적 비선형성을 고려한 케이블 네트의 유한요소 모델을 개발한다. 경계조건의 하중 변화에 따른 형상변형 해석을 통하여 케이블 네트 형상 설계변수 특성을 제시하고자 한다.

복합재 플라이 오버랩 조인트 구조의 피로 수명 예측 (Prediction for Fatigue Life of Composite Ply-overlap Joint Structures)

  • 이예주;김휘엽;박정선
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.62-70
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    • 2023
  • 본 논문에서는 두 가지 복합재료의 플라이를 부분적 또는 전체적으로 적층하여 접합시킨 플라이 오버랩 조인트 구조의 기하학적 특징을 이용하여 응력-수명(S-N) 선도 및 피로 수명을 예측하는 기법을 제안한다. 구조의 피로 특성에 영향을 주는 기하학적 특징을 변수로 선정하였다. 기하학적 변수와 복합재 피로 모델인 Epaarachchi-Clausen 모델을 구성하는 재료상수의 관계를 분석하여 두 요소의 관계식을 제안하였다. 제안한 방법의 예측 정확도 검증을 위해서 CFRP/GFRP 플라이 오버랩 조인트의 피로 수명을 예측하였다. 예측된 수명과 시험 데이터 기반 모델로 얻은 수명을 실제 수명에 비교하였다. 또한, 예측된 S-N 선도의 결정 계수를 계산함으로써 높은 예측 정확도를 확인하였다.