• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.345-352
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• 2014

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 형상 최적설계 기법에서 얻은 CAD 정보를 직접 활용하여, 3D 프린터를 활용한 실험적 검증을 위한 시편을 제작하였다. 유한요소법에서는 요소망에 내재하는 기하학적인 근사가 응답과 설계민감도 해석에서 정밀도 문제를 발생시킨다. 더욱이 유한요소 기반 형상 최적화 과정에서는 CAD와의 정보교환이 필수적이나 그 과정에서 최적설계 정보의 손실이 발생할 수 있다. 아이소-지오메트릭 기법은 CAD에서 사용된 동일한 NURBS 기저함수와 조정점을 사용하므로 법선벡터와 곡률과 같은 엄밀한 기하학적 정보를 응답해석과 설계민감도 해석에 사용할 수 있다. 또한 최적설계 과정에서 CAD와 정보교환 없이 복잡한 형상을 손쉽게 변경할 수 있다. 그러므로 최적의 설계의 재료량을 실험적 검증을 위한 시편제작에 엄밀하게 반영할 수 있다. 굽힘 하중을 받는 단순지지 구조물에 대한 최적설계 및 실험적 검증을 통해 최적형상이 초기 형상에 비해 더 큰 강성을 가지며 실험결과와 수치 해석결과가 매우 잘 일치함을 보였다. 또한 인장력을 받는 유공판에 대한 형상 최적설계를 수행하였으며, 비접촉식 3차원 변형 측정 장치를 이용하여 초기설계에 비해 최적설계에서 구멍주변에서의 응력집중 현상이 완화됨을 확인하였다. 따라서 수치적인 방법을 활용한 최적설계가 실제 구조물에 대한 실험에서도 유효함을 입증하였다고 할 수 있다. 또한, 아이소-지오메트릭 최적설계 방법론이 기존의 유한요소법에 비해서 최적설계 결과를 제작하여 활용하는데 있어서도 훨씬 효율적이고 엄밀한 방법임을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.639-648
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• 2000

충격하중을 받는 단순지지된 2층 원통쉘의 탄성 충격응답해석에 대한 모델해석을 실시하였다. 2층 원통쉘에 대한 지배방정식은 전단변형과 회전관성을 고려한 단층 수정쉘 이론을 적용하여 충격하중을 받는 철-콘크리트 원통쉘에 대해서 해석하였다. 수치결과에서 알 수 있듯이 응답의 기본적 특성 이해 및 유한요소법 등의 수치해법에 대한 정도 확립에 유효하게 이용될 수 있다고 생각한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.967-968
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• 2011

직립 기동 영구자석 동기 전동기(Line-Start Permanet Magnet Synchronous Motor : LSPM)는 기존 3상 유도기에 비해 높은 효율과 역율을 가진다. 또한 제어기를 사용하지 않고 기동 할 수 있다는 장점 때문에 펌프나 팬 등에 단순한 구동원에 적용 할 수 있는 전동기이다. 구조는 유도기와 달리 영구자석이 매입되기 때문에 이에 따라 영구자석의 위치와 크기에 따라 모터의 특성이 변화 한다. 본 논문에서는 실험 계획법과 FEM 유한 요소법을 이용하여 영구자석의 크기는 고정되어 있는 상태에서 영구자석 슬롯의 모양만을 설계 인자에 따라 해석하였다. 그리고 해석을 통한 결과를 비교 분석하여 직립기동 영구자석 동기 전동기의 효율과 토크특성을 개선하고자한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권3호
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• pp.299-310
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• 2008

경부골 최대응력을 안정적으로 산출하기 위해서, 경부 디자인 형상이 비교적 단순한 메가젠 임플란트 모델을 대상으로, 유한요소 모델링을 통하여 경부골의 응력분포를 계산하였다. 그리고 산출된 응력분포를 회귀분석법으로 통계 처리하여 응력 집중점의 응력을 정량화 하였다. 결과는 모든 모델에서 경부골 응력은 치밀골 외면에 집중되었으며, 그 범위는 0.5mm 이내였다. 회귀분석법을 활용하기 위해서는 mesh 정밀도가 높아야 했으며, 이 경우 특이점의 최대 응력을 안정적으로 산출 할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.179-187
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• 2000

비축대칭 하중을 받는 축대칭 쉘의 해석시 구조의 축대칭성을 고려하면 시간과 노력을 절약할 수 있다. 하중과 변위에 대하여 원주방향으로 Fourier 급수전개를 고려함으로서 비축대칭하중을 받는 축대칭 쉘의 해석은 뼈대요소처럼 취급할 수 있다. 본 논문에서는 Fourier 급수전개를 이용한 통상의 유한요소법에 의하여 비축대칭 하중을 받는 원형탱크의 강성행렬을 유도하고, 이 강성행렬을 행렬의 조작에 의해 전달행렬로 전환하여 전달행렬법을 적용하였다. 이 논문은 비축대칭하중을 받는 축대칭 쉘의 해석을 위한 연립방정식의 수를 최소화하는데 그 목적이 있다. 제안된 방법에 의한 풍하중과 물하중을 받는 원형탱크의 해석결과는 타 방법에 의한 해석결과와 잘 일치하고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.173-181
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• 2005

본 연구는 유한요소법과 고도화된 마이크로 유전알고리즘을 조합하여 자유 진동하는 박판 구조물에 대한 손상 규명을 다룬다. 조합된 방법에 의해 역 문제를 해결하기 위하여, 본 연구는 측정 데이터로서 구조물의 모드 형상 대신 몇 개의 고유진동수를 사용한다. 본 연구에서 제안한 방법은 손상된 요소를 탐지할 수 있을 뿐만 아니라 손상의 개수, 위치 그리고 정도를 추정할 수 있다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 알고리즘은 임의의 손상을 갖는 강으로 된 지유진동 박판 구조물을 대상으로 적용하였다. 기존의 단순 유전알고리즘에 비하여 본 연구에서 제안한 알고리즘은 수치적 효율성에서 큰 장점을 갖는다. 수치해석 예제들은 고유모드 대신 단지 몇 개의 고유진동수 값만으로도 마이크로 유전알고리즘은 박판의 손상을 정확히 규명할 수 있음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8654-8664
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• 2015

기계, 건축, 토목공학 분야 등에는 불균일 단면을 갖는 보 형태의 구조물들이 널리 사용되고 있다. 본 논문은 양단이 단순 지지된 보 구조물들의 동특성과 진동에 대한 문제를 다루며, 국부좌표를 사용한 지배방정식이 유도된다. 갤러킨의 모드합 방법으로 해가 가정되고, 고유진동수를 구하는 행렬식을 푸는 데는 이분법을 적용하였다. 유한요소법이 단지 기하학적 경계조건만을 만족시키는 허용함수를 사용하는 반면, 본 논문에서는 갤러킨의 모드합 방법을 적용하여, 지배방정식과 경계조건을 모두 만족하는 고유함수를 사용하였다. 계의 동특성을 알기위해, 네 종류의 불균일 단면을 갖는 단순 지지 보에 대해 모달 해석과 시험이 수행되었으며, 해석 결과는 실험 결과와 근사한 일치를 나타내었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.835-840
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• 2023

2D FEM은 3D FEM에 비하여 모델 및 조건을 간소화하여 해석할 수 있다. 하지만 코일의 조건에 대하여는 실제 코일의 인입과 반출을 순차적으로 구성하여 해석 조건에 입력하는 경우가 많다. 본 논문은 다수의 슬롯을 가지더라도 하나의 FEM Coil로 구성한 등가 권선법을 적용하여 코일 조건의 단순화 및 해석 시간의 단축을 나타내고 권선형 마그네틱 기어에 적용하여 결과의 일치성을 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2411-2425
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• 2013

퇴적층과 암반층이 층상구조로 되어있는 지반의 층상암반층 위에 말뚝기초를 설계할 경우, 연직하중에 대한 지지암반의 파괴모드(휨파괴, 펀칭전단파괴 혹은 선단지지파괴)를 검토하고 지지력을 계산하기 위해서는 층상지지암반층의 구조해석이 필요하다. 그러나 ACI committee 436과 우리나라 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 기존의 이용 가능한 탄성평판해석법(Elastic Plate Analysis Method)은 매우 복잡하여 기술자가 이용하는데 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 탄성평판해석법 대신 비교적 간단한 원형기초해석법(Circular Foundation Analysis Method)을 이용할 수 있도록 등가유효폭(반경)의 개념과 식을 제시하였고, 이를 통하여 탄성평판해석에 의한 모멘트와 전단력이 원형평판해석의 결과와 같도록 관계식을 제안하였다. 그 결과 등가유효폭을 이용한 원형기초해석의 방법은 매우 단순하고 편리하였고, 제안된 방법에 의한 결과를 탄성평판해석과 유한요소해석 결과와 비교한 결과 매우 잘 일치하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.75-83
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• 2023

이 논문에서는 보행교의 진동 사용성 평가에 있어서 보행자의 이동 질량 관성 효과의 고려 여부, 보행 패턴 등을 고려한 보행 시나리오 등에 따른 해석 결과를 제시하고, 그에 따라 보행교 설계 단계에서 동적 유한요소 해석을 통한 진동 사용성 평가에 있어 적절한 해석 방법과 유의점을 제안한다. 지간 40m의 강합성 박스 단면을 갖는 단경간 단순교 형식의 보행교에 대하여 보행자 밀도, 보행 속도, 임의 보행, 동기화 보행 등을 고려한 보행 시나리오에 대한 가속도 응답을 분석한다. 해석 결과 고정 질량 해석 방법은 임의 보행 시나리오 해석에서 이동 질량 해석과 큰 차이를 보이지 않으며 진동 사용성 평가시에는 더 넓은 진동수 대역을 가진할 수 있는 임의 보행 시나리오를 고려하는 것이 바람직할 수 있음을 보였다.