• 제목/요약/키워드: 벡터 유한요소법

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Riks Method를 이용한 비선형 수치해석 (Modified Arc-Length Method of Riks)

  • 이재욱;양영태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.182-188
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    • 1991
  • 구조물의 비선형 거동을 추적 조사하는 비선형 유한요소 해석에서 하중증분을 사용하는 Newton-Raphson방법은 임계점 근처에서는 수렴이 안되는 단점을 갖고 있으므로 구조물의 거동이 심한 비선형 경로(nonlinear path)를 포함하고 있는 구조물의 거동을 조사하기 위해서는 Newton-Raphson 방법의 부가적인 수정이 필요하다. Newton-Raphson 방법의 수정보완 방법으로 Riks에 의해 제안된 구속조건식을 사용하여 반복계산하는 arc-length method로써 접선강성벡터에서 수직인 방향으로 접근하는 방법(normal arc-length method)과 접선강성벡터가 원호를 그리며 비선형 경로에 접근해 가는 방법(cylindrical arc-length method)을 사용하였으며 또한 각 단계에서 비선형의 정도에 따라 arc-length를 조절하는 자동하중 증분법을 사용하였다. 비선형 수치해석의 예로 경사진 외팔보, 단순 아치구조, 쉘 구조 및 편심 보강평판의 비선형 거동을 추적 조사하였다.

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해석적 방법을 이용한 3상 집중권 권선을 갖는 양측식 슬롯리스 고정자 Halbach 배열 영구자석 선형 발전기의 특성해석 (Characteristic Analysis of Double sided Slotless Halbach Array Permanent Magnet Linear Generator with Three Phases Concentrated Winding of Cored Type by using Analytical Method)

  • 서성원;최장영;홍기용;김경환
    • 한국자기학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.58-65
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    • 2015
  • 본 논문은 양측식 슬롯리스 고정자 할박 배열 영구자석 선형 발전기의 발전특성해석을 하였다. 자기 벡터자위와 맥스웰 방정식 이용하여 지배방정식을 도출하고, 특히 영구자석 자화와 고정자 권선의 전류밀도 분포는 무한 푸리에 급수을 이용하여 모델링 하였다. 도출된 지배방정식으로부터, 영구자석 및 고정자 권선에 의한 자계 특성식과 역기전력, 저항, 인덕턴스와 같은 회로정수를 도출 하였다. 발전 특성 해석 결과는 유한요소 해석법과 비교하여 매우 잘 부합함을 확인함으로 그 타당성이 검증되었다.

그래프 분할 및 다중 프론탈 기법에 의거한 3차원 전자기장의 병렬 해석 (Parallel Computation on the Three-dimensional Electromagnetic Field by the Graph Partitioning and Multi-frontal Method)

  • 강승훈;송동현;최재원;신상준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권12호
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    • pp.889-898
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    • 2022
  • 본 논문에서는 3차원 전자기장의 병렬 해석 기법을 제안하였다. 시간 조화 벡터 파동 방정식 및 유한요소 기법에 기반한 전자기장 산란 해석이 수행되었으며, 모서리 기반 요소 및 2차 흡수 경계 조건이 도입되었다. 개발한 알고리즘은 유한요소망을 분할한 뒤 각 프로세서에 할당함으로써 요소별 수치적분 및 행렬 조립 과정의 병렬화를 달성하였다. 이때 부영역 생성을 위해 그래프 분할 라이브러리인 METIS가 도입되었다. 대형 희박행렬 방정식의 계산은 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산 라이브러리인 MUMPS를 통해 수행되었다. 개발된 프로그램의 정확도는 Mie 이론해 및 ANSYS HFSS 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 또한 사용된 프로세서 수에 따른 가속 지표를 측정하여 확장성을 확인하였다. 완전 전기 도체 구, 등·이방성 유전체 구 및 유도탄 예제 형상에 대한 전자기장 산란 해석이 수행되었다. 개발된 프로그램의 알고리즘은 추후 유한요소 분할 및 합성법에 활용될 예정이며, 더욱 확장된 병렬 연산 성능을 목표하고자 한다.

벡터유한요소법을 이용한 유전체 도파관 해석 (Analysis of Dielectric Waveguide Using Vector Finite Element Method)

  • 김영태;이필용;박준석;안달;김형석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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    • pp.597-599
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    • 2000
  • In this paper, Dielectirc waveguides have been calculated using the vector finite element method. This method is introduced that allows propagation constants and electric field distribution to be computed directly. In order to obtain more accurate solutions, Second order vector elements are proposed.

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벡터유한요소법과 모드정합법을 이용한 불연속 구조를 갖는 평면형 선로의 효율적 계산 (Efficient Calculation of a Step Discontinuity for Planar Transmission Line Using Vector Finite Element Method and Mode Matching Method)

  • 김영태;김철수;박준석;안달;김형석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1817-1819
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    • 2001
  • For an efficient calculation of scattering matrix of planar transmission line with step discontinuity. Mode Matching Method combined with Vector Finite Element Method is adopted. Calculating effective widths are replaced with their respective equivalent planar waveguide corresponding to the microstrip width, Propagation Constant is calculated from the Vector finite element. Mode matching method is used for deriving scattering parameters.

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3차원 벡터유한요소법을 이용한 도파관 정합부하의 최적형상설계 (Optimal Shape Design of Waveguide Matched Load Using 3 Dimensional Vector Finite Element Method)

  • 김준오;이흥배;천창률;한송엽;김형석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1213-1215
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    • 1994
  • The shape of lossy material inside a waveguide matched load is optimally designed to give low reflection over a given frequency range. The 3 dimensional vector finite element mettled is used as an analysis tool which does not generate spurious mode. The optimizing process used in this parer is the Powell technique. The designed load gives the low reflection about -30 dB around 10GHz with 1.5 wavelength of the load length.

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벡터유한요소법을 이용한 결합선로 구조를 갖는 도파관 구조의 우.기모드 임피던스 추출 (Extraction of Even and Odd Impedance for a Coupled-line Waveguide Structure using the Vector finite Element Method)

  • 김영태;박준석;안달;김헝석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2216-2218
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    • 2000
  • This paper deals with finite element eigenvalue problem using electric field intensity to extract the even and odd impedance for a coupled-line waveguide structure. Calculations for the even-and-odd impedance of a coupled line waveguide structure are achieved based on the relative impedance concept for a waveguide with electric and magnetic wall containes.

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전달강성계수법에 의한 격자형 구조물의 강제진동 해석 (Forced Vibration Analysis of Lattice Type Structure by Transfer Stiffness Coefficient Method)

  • 문덕홍;최명수
    • 소음진동
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    • 제8권5호
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    • pp.949-956
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    • 1998
  • Complex and large lattice type structures are frequently used in design of bridge, tower, crane and aerospace structures. In general, in order to analyze these structures we have used the finite element method(FEM). This method is the most widely used and powerful method for structural analysis lately. However, it is necessary to use a large amount of computer memory and computational time because the FEM requires many degrees of freedom for solving dynamic problems exactly for these complex and large structures. For analyzing these structures on a personal computer, the authors developed the transfer stiffness coefficient method(TSCM). This method is based on the concept of the transfer of the nodal dynamic stiffness coefficient matrix which is related to force and displacement vector at each node. And we suggested TSCM for free vibration analysis of complex and large lattice type structures in the previous report. In this paper, we formulate forced vibration analysis algorithm for complex and large lattice type structures using extened TSCM. And we confirmed the validity of TSCM through computational results by the FEM and TSCM, and experimental results for lattice type structures with harmonic excitation.

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지하공동 주변의 지하수 흐름(수막)해석을 위한 수치모형의 확립 (Establishment of Numerical Model for Groundwater Flow (Water Curtain) Analysis around Underground Caverns)

  • 정일문;조원철;배덕효
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.63-73
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    • 1997
  • 본 연구는 지하심부에 유류를 저장할 때 널리 이용되는 수막시설의 설치에 따른 공동주변의 흐름해석을 모의하기 위한 유한요소모형의 확립에 관한 것이다. 최종 행렬방정식의 대칭형 전체전도행렬을 풀기위해 벡터저장방식의 Choleski법을 이용하였으며, 전기상사법의 결과와 비교하여 모형을 검증하였다. 모형을 실제 비축기지에 적용하였으며, 대표적인 횡단면에 대해 요소망을 구성하여 공동내부의 압력과 수평수막설치에 따른 포텐션과 유속의 변화 등을 비교하고, 종단면에 대한 분석을 통해 연직수막설치에 따른 포텐셜의 변화와 인접공동간의 영향을 비교 분석한 결과 본 연구에서 확립된 모형은 공동주변 흐름해석에 유용하게 이용될 수 있는 것으로 확인되었다.

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전산점근해석기법과 고유벡터를 이용한 복합재료 보의 경계층 응력 해석 (A Boundary-layer Stress Analysis of Laminated Composite Beams via a Computational Asymptotic Method and Papkovich-Fadle Eigenvector)

  • 김신호;김준식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.41-47
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    • 2024
  • 본 논문에서는 전산점근해석기법을 사용하여 복합재료 보에 대한 경계층 해를 계산하고, ANSYS 결과와 비교 검증하였다. 경계층 해는 내부해와 순수 경계층 효과의 합으로 표현되기 때문에, 내부 및 경계층에 대한 수학적으로 엄밀한 정식화를 요구한다. 전산점근 해석기법은 수학적으로 매우 강력한 기법으로, 이러한 문제에 유용하다. 그러나 경계층과 내부 해들의 연결을 시키기 쉽지 않은데, 본 연구에서는 가상일의 원리를 통해 생브낭의 원리와 내부 및 경계층 문제를 체계적으로 분리하였다. 경계층 해는 팝코비치-패들 고유벡터를 계산하여, 실수부와 허수부 벡터들의 선형 조합으로 표현하고, 내부 해의 워핑 함수들을 보상할 수 있도록 최소오차 자승법을 적용하였다. 계산된 해들은 2차원 유한요소 해석 결과와 비교하여 정성적일 뿐만 아니라 정량적으로도 잘 일치하는 결과를 얻었다.