• Title/Summary/Keyword: 대규모 유한요소 모델

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Parallel Computing of Large Scale FE Model based on Explicit Lagrangian FEM (외연 Lagrangian 유한요소법 기반의 대규모 유한요소 모델 병렬처리)

  • 백승훈;김승조;이민형
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.8
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    • pp.33-40
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    • 2006
  • A parallel computing strategy for finite element(FE) processing is described and implemented in nonlinear explicit FE code and its parallel performances are evaluated. A self-made linux-cluster supercomputer with 520 CPUs is used as a bench mark test bed. It is observed that speed-up is increased almost idealy even up to 256 CPUs for a large scale model. A communication over head and its effect on the parallel performance is also examined. Parallel performance is compare with the commercial code and developed code shows superior performance as the number of CPUs used are increased.

p-Version Finite Element Analysis of Elasto-Plastic Cracked Plates Including Strain Hardening Effects (변형률 경화효과를 고려한 탄소성 균열판의 p-Version 유한요소해석)

  • 우광성;홍종현;윤영필
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.537-549
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    • 1999
  • 선형탄성 파괴해석은 균열을 갖는 변형률 경화재료의 파괴거동을 예측하는데 불충분하기 때문에 최근에는 균열 선단 부에서 대규모 소성 역을 갖는 균열 체에 적용할 수 있는 많은 파괴역학개념이 제안되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 대규모항복 조건하의 연성파괴를 보이는 평판을 정확하게 해석할 수 있는 새로운 유한요소모델을 제시하고자 한다. 균열 선단 부의 응력 장을 정의하는데 가장 지배적인 파괴매개변수인 J-적분 값과 소성 역의 크기 및 형상을 J-적분법과 등가영역적분법을 통해 파괴거동을 설명할 수 있도록 증분소성이론에 기초를 둔 p-version 유한요소해석이 채택되었다. 제안된 유한요소모델에 의한 수치해석결과는 이론 해와 h-version 유한요소해석과 비교되었다.

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Design Considerations on Large-scale Parallel Finite Element Code in Shared Memory Architecture with Multi-Core CPU (멀티코어 CPU를 갖는 공유 메모리 구조의 대규모 병렬 유한요소 코드에 대한 설계 고려 사항)

  • Cho, Jeong-Rae;Cho, Keunhee
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.30 no.2
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    • pp.127-135
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    • 2017
  • The computing environment has changed rapidly to enable large-scale finite element models to be analyzed at the PC or workstation level, such as multi-core CPU, optimal math kernel library implementing BLAS and LAPACK, and popularization of direct sparse solvers. In this paper, the design considerations on a parallel finite element code for shared memory based multi-core CPU system are proposed; (1) the use of optimized numerical libraries, (2) the use of latest direct sparse solvers, (3) parallelism using OpenMP for computing element stiffness matrices, and (4) assembly techniques using triplets, which is a type of sparse matrix storage. In addition, the parallelization effect is examined on the time-consuming works through a large scale finite element model.

Development of the Big-size Statistical Volume Elements (BSVEs) Model for Fiber Reinforced Composite Based on the Mesh Cutting Technique (요소 절단법을 사용한 섬유강화 복합재료의 대규모 통계적 체적 요소 모델 개발)

  • Park, Kook Jin;Shin, SangJoon;Yun, Gunjin
    • Composites Research
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    • v.31 no.5
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    • pp.251-259
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    • 2018
  • In this paper, statistical volume element modeling method was developed for multi-scale progressive failure analysis of fiber reinforced composite materials. Big-size statistical volume elements (BSVEs) was considered to minimize the size effect in the micro-scale, by including as many fibers as possible. For that purpose, a mesh cutting method is suggested and adapted into the fiber model generator that creates finite element domain rapidly. The fiber defect model was also developed based on the experimental distribution of the fiber strength. The size effects from the local load sharing (LLS) are evaluated by increasing the fiber inclusion in the micro-scale model. Finally, continuum damage mechanics (CDM) model to the fiber direction was extracted from numerical analysis on BSVEs. And it was compared with strength prediction from typical representative volume element (RVE) model.

Damage detection of a frame structure using FE Model Updating (유한요소모델개선기법을 이용한 골조구조물의 손상탐지)

  • Yu, Eun-Jong;Kim, Seung-Nam;Lee, Hyun-Kook;Choi, Hang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.213-216
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    • 2009
  • 유한요소모델개선기법은 계측된 동특성을 모사하는 구조해석모델을 구하는 방법으로서 손상탐지 및 구조건전도감시를 위해 효과적으로 이용될 수 있다. 유한요소모델개선기법에는 다양한 종류의 동특성데이터가 사용될 수 있는데, 본 연구에서는 고유진동수와 모드형상을 사용한 경우와 고유진동수와 주파수응답함수를 사용한 경우를 각각 사용해 실험실 규모의 구조물의 손상 위치 및 손상정도를 추정하였다. 4층 철골조의 골조구조물로서 진동대를 이용하여 원구조물에 백색잡음 가진실험을 실시한 후 손상의 모사를 위해 1층 부분의 보 부재를 작은 단면의 부재로 교체하고 동일한 실험을 반복하였다. 보 부재 교체 전 후에 계측된 데이터와 두 종류의 모델개선기법을 각각 적용하여 손상탐지를 실시한 후 그 정확도를 분석하였다.

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Microcomputer-Based Post-Processorfor Large Finite Element Analysis (대규모 유한요소해석에 활용되는 소형컴퓨터용 후처리 그래픽 프로그램)

  • 이성우;이선구;이태연
    • Computational Structural Engineering
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    • v.2 no.4
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    • pp.69-77
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    • 1989
  • Until recently post-processing of finite element model has been heavily relied on expensive graphic peripheral devices. With the aid of inexpensive microcomputers, very economical post-processor graphics program called MICRO-POST has been developed. Model geometry or results of analysis for the unlimited meshes can be easily presented in a number of low-cost graphic devices. The paper presents the procedure obtaining the device-independent graphics, and the structure and functions of the program. It also describes efficient I/O scheme to overcome the memory limitation, and dialogue-type input technique to control the plot operation in an interactive manner. Through the post processing examples for the general purpose finite element programs, it demonstrates the usefulness of the program.

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Three Dimensional FE Analysis of Acoustic Emission of Composite Plate (복합재료 파손 시 발생하는 음향방출의 3차원 유한요소 해석)

  • Paik, Seung-Hoon;Park, Si-Hyong;Kim, Seung Jo
    • Composites Research
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    • v.18 no.5
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    • pp.15-20
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    • 2005
  • In this paper, damage induced acoustic emission in the composite plate in numerically simulated by using the three dimensional finite element method and explicit time integration. Acoustic source is modeled by equivalent volume source. To verify the proposed method, dynamic displacements due to the elastic wave are compared with the experiment when the fiber is broken in the single fiber embedded isotropic plate. For the laminated composite plates, the results are compared between homogenized model and DNS approach which models fibers and matrix separately. To capture high frequencies in the elastic wave, small time step size and a large number of meshes are required. The parallel computing technology is introduced to solve a large scale problem efficiently.

Computational Efficiency on Frequency Domain Analysis of Large-scale Finite Element Model by Combination of Iterative and Direct Sparse Solver (반복-직접 희소 솔버 조합에 의한 대규모 유한요소 모델의 주파수 영역 해석의 계산 효율)

  • Cho, Jeong-Rae;Cho, Keunhee
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.32 no.2
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    • pp.117-124
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    • 2019
  • Parallel sparse solvers are essential for solving large-scale finite element models. This paper introduces the combination of iterative and direct solver that can be applied efficiently to problems that require continuous solution for a subtly changing sequence of systems of equations. The iterative-direct sparse solver combination technique, proposed and implemented in the parallel sparse solver package, PARDISO, means that iterative sparse solver is applied for the newly updated linear system, but it uses the direct sparse solver's factorization of previous system matrix as a preconditioner. If the solution does not converge until the preset iterations, the solution will be sought by the direct sparse solver, and the last factorization results will be used as a preconditioner for subsequent updated system of equations. In this study, an improved method that sets the maximum number of iterations dynamically at the first Krylov iteration step is proposed and verified thereby enhancing calculation efficiency by the frequency domain analysis.

Assessment of the Internal Pressure Fragility of the Wolsung Unit 1 Containment Building using Nonlinear Finite Element Analysis (비선형 유한요소 해석을 이용한 월성1호기 격납건물의 내압취약도 평가)

  • Hahm, Dae-Gi;Choi, In-Kil;Lee, Hong-Pyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.653-656
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    • 2010
  • 월성 1호기 격납건물에 대하여 극한내압하중에 대한 확률론적 취약도 평가를 수행하였다. 격납건물 성능의 불확실성은 가동중 검사 결과를 통해 얻어진 재료 물성치 중앙값과 텐던 긴장력 중앙값을 적용하여 고려하였다. 격납건물은 개구부를 고려하여 3차원 유한요소로 모델링하였으며, 확률론적 취약도 평가를 위하여 대규모의 비선형 유한요소 해석 모델을 적용하기에 적합한 효율적인 취약도 평가 기법을 개발하였다. 월성 1호기 격납건물에 대한 취약도 평가 결과, 벽체 중단부가 극한내압발생으로 인한 방사능물질 누출에 가장 취약한 것으로 나타났으며, 중앙값 성능은 약 55psi, 고신뢰도 저파괴 파괴확률값인 HCLPF(High Confidence Low Probability of Failure)는 약 29psi를 나타내었다.

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Application of Discontinuous Galerkin Method to Shallow Water Equations (천수방정식에 대한 불연속 갤러킨 유한요소법의 적용)

  • Lee, Haegyun;Lee, Nam-Joo
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2013.05a
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    • pp.443-444
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    • 2013
  • 빈발하고 있는 대규모 홍수와 자연재해는 정확도가 높은 하천 흐름 수치해석 모델에 대한 관심의 증대로 이어지고 있다. 현재 하천에서 발생하는 일반적인 흐름은 기존에 개발된 여러 형태의 천수방정식을 지배방정식으로 하는 수치기법에 의해 해석되고 있으나, 연속적이지 않은 형태의 흐름을 해석하거나 매우 정확한 해석을 필요로 하는 경우에는 기존의 수치해석기법은 많은 한계를 보여 주고 있다. 본 연구에서는 불연속 갤러킨 기법 기반의 흐름 모델을 개발하고, 이를 이용하여 천이류로 분류되는, 댐 붕괴파, 둔덕위 흐름과 2차원 사류의 모의에 적용하여 기존의 수치해와 잘 일치함을 확인하였다.

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