• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.565-571
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• 2020

본 논문에서는 항공기 Wing-box 모델에 대한 비선형 구조해석의 계산을 정확하고 효율적으로 수행하기 위해 병렬계산 알고리즘을 개발하였다. 이를 위해 co-rotation 이론 기반 비선형 쉘 요소를 적용하였으며 요소기반 분할 병렬계산 알고리즘을 개발하였다. 기 개발 해석은 선행연구결과 및 기존 상용프로그램의 예측결과와 비교하여 정확성을 확인하였으며 병렬계산의 효율성을 분석하였다. 마지막으로 고세장비 날개 wing-box 구조에 적용하였으며 단방향 공력-구조 결합해석을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.660-663
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• 2011

폭발하중은 매우 짧은 시간 내에 순간적인 높은 압력으로 발생된다. 따라서 폭발하중을 받는 구조물은 매우 복잡한 순간 동역학적 손상 거동을 나타낸다. 이러한 외부 하중에 대한 실험적 연구는 큰 비용, 시설, 그리고 군사적 보안 문제가 요구되기 때문에, 고성능 컴퓨팅 기술을 이용한 수치적 기법을 통해 구조물의 동적 비선형 해석을 수행하였다. 수치해석의 정확성을 높이기 위해 폭풍파와 같은 대기전파의 경우 Euler 기법, 콘크리트 재료의 경우 Lagrange 기법을 적용한 복합적 수치해석 (multi-solver coupling) 기법이 적용되었다. 제안된 수치해석 기법은 explicit 유한요소해석 프로그램인 AUTODYN을 이용하여 수행되었다. 그리고 클러스터 (cluster) 내 병렬 알고리즘 (parallel algorithm)을 이용하여 수치해석의 효율성을 높였다. RC 구조물의 수치해석 결과, 기존 실험 결과와 비교하여 잘 일치되었다. 또한 영역분할 개수가 증가할수록 수행시간은 감소되었고 Speed-up과 효율성은 높아졌다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.385-396
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• 1999

최근 공학분야에서 다루어지고 있는 문제의 규모가 대형화하고 있으며 이러한 대형구조물의 구조설계는 부재의 강도설계 및 절점의 변위조절을 위하여 많은 수의 구조해석을 요구한다. 한 대의 개인용 컴퓨터에 의한 대형구조물의 구조해석은 대용량의 기억장치와 많은 계산 시간이 요구되므로 반복적 해석이 필요한 대형구조물의 설계에 효율적으로 이용되기 어려운 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제에 대한 대안으로 다수의 개인용 컴퓨터들을 네트워크로 연결하여 고성능 병렬연산시스템을 구성하고 이에 적합한 두 가지 형태의 분산구조방정식해법들을 반복법인 PCG 알고리즘을 이용하여 개발하였다. 대형구조물을 위한 분산구조해석법은 구조해석 과정에 요구되는 각 컴퓨터 상호 간의 통신회수와 통신량을 최소화할 수 있도록 개발되었다. 분산구조해석법의 성능은 대규모 3차원 트러스 구조물 및 144층 가새 튜브구조물의 구조해석에 적용하여 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.233-241
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• 1999

본 연구는 개별 메모리를 갖는 소결합 구조의 MIMD형 병렬컴퓨터인 트랜스퓨터시스템 하에서 구조최적화를 위한 병렬처리 과정을 보이고 시험모델에 적용하여 타당성 및 효율성을 검증한다. 전체 최적화과정의 대부분을 차지하는 해석 및 민감도 알고리즘은 영역단위의 병렬성을 갖는 부구조화에 근거하고 하드웨어 구성에 맞춰 변환 재구성한다. 각 노드간 통신은 정적응축과 설계도함수에 한정, 그 횟수를 최소화하고 그들을 동기화하므로써 개별메모리형 연산모델의 약점인 통신비용의 문제를 해소한다. PC를 호스트로 한 수치실험은 고속화 효율성 면에서 고무적인 결과를 보여주고 있으며, 이런 점에서 시스템의 확장성을 함께 고려한다면 트랜스퓨터 시스템에 기초한 병렬처리는 공학 환경의 변화와 요구에 부응하는 좋은 대안이 될 수 있다.

• 소음진동
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• 제6권4호
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• pp.410-413
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• 1996

초병렬처리는 컴퓨팅의 신기술로서 앞으로 유망한 수단이며 조만간에 보편화 될 전망이다. 이미 유동이나 연소 해석, 비선형 구조해석 등의 분야에서 병렬 프로 그래밍 연구가 활발해지고 있고, 상요 소프트웨어 업체들에서 parting작업을 시작 하였다. 음향해석에 관련된 학자나 연구원들이 지금부터라도 관심을 기울이면 세계 의 수퍼컴퓨팅 신기술 조류에 시작단계에서 동참할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.283-292
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• 2013

본 논문은 교량 하부에서 발생된 화재에 대한 강-콘크리트 합성구조의 전반적 국부적 손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 구성재료의 과도 비선형 열적 열역학적 특성이 고려된 열-구조 연성병렬 화재해석 기법이 제안되고, ANSYS solver와 연결되어 해석이 수행되며, 표준화재시험과 비교 검증된다. 검증된 해석기법을 통해 국내에서 발생된 부천고가교 합성구조에 대한 화재손상해석이 수행된다. 해석결과 강박스 거더의 하부 플랜지 및 복부의 경우 임계온도를 초과하였고 구조적 처짐과 변형 형상이 화재사고 결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권4호
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• pp.5-10
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• 1996

본 고에서는 paragon에서 DYNA3D 결과의 검증과 효율성을 점검하였는데, 적절한 CPU 개수를 선택하여 계산할 때는 Cray에 비하여 더욱 빠른 시간 내에 해석결과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 본 고에서 언급되지는 않았지만 Cray에서는 풀 수 없는 아주 큰 memory를 요구하는 문제도 paragon의 DYNA3D를 이용하면 급속히 확산될 추세이며 이에 따라 기존의 응용 소프트웨어의 병렬화는 필연적인 결과라고 생각된다. 따라서 병렬컴퓨터 및 병렬 프로그래밍에 대한 이해를 통하여 미래의 시뮬레이션 분야에서 앞서갈 수 있는 능력을 갖추는 노력이 절실히 요구된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.41-50
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• 2003

본 논문에서는, 병렬 다중 프런트 해법을 이용한 비선형 병렬 구조해석 과정을 소개하고 이의 응용예제로써 2차원 및 3차원 균열 모델에서의 손상 국부화를 모사하였다. 비선형 유한요소 해석과 연속체 손상역학과 관련된 병렬 알고리듬을 구현하였고, 비선형 손상해석에서 사용되는 많은 변수들을 저장하기 위해서는 메모리가 많이 필요하므로 이를 줄이는 방안을 고려하였다. 그리고 손상 진전으로 인한 변형도 연화가 발생할 때 해를 구하기 위해 사용한 Riks의 연속법도 병렬 계산에 맞도록 수정하였다. 수치예제로써, 최대 약 1백만 자유도를 가진 모델들을 사용하여 손상 국부화 문제를 해석하였는데, 이 예제에서 비선형 병렬 알고리듬의 병렬효율과 자유도 변화에 따른 균열 끝단에서의 손상 변화를 살펴보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.133-140
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• 2018

본 논문에서는 복합재 적층 구조물의 면내 구조 해석을 위한 자동화 소프트웨어를 개발한다. 개발된 소프트웨어는 다양한 파손 기준을 제공하며 사용자의 편리성을 고려하여 해석 결과를 출력한다. 또한 병렬처리 기법에 기반한 일괄 처리 해석(batch job analysis) 기능을 지원한다. 구현된 소프트웨어의 성능을 검증하기 위하여 소프트웨어에서 계산된 안전 여유와 자체적으로 사용 중인 in-house 방식과 실제 시편 실험에서 얻어진 안전 여유간의 비교를 수행하였다. 비교 결과 in-house 방식과는 0.01 이하의 오차가 있었으며 시편 실험과는 약 ${\pm}10%$ 이내의 오차가 존재함을 확인하였다. 또한 병렬처리 기법을 적용한 일괄 처리 해석 작업의 실행 속도 개선을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.35-44
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• 2009

본 논문에서는 대규모 3차원 구조해석에 필요한 병렬 유한요소해석을 위한 영역분할법의 적용에 대해 묘사하였다. 영역분할법을 사용한 병렬 유한요소법 시스템을 개발하였다. 절점 생성시, 절점들간의 거리가 특정절점에서의 공간함수와 같아지면 절점이 생성되어 진다. 이 절점공간함수는 퍼지지식처리에 의해 조절되어 진다. 기본적인 요소생성은 데로우니 삼각화 기법을 적용하였다. 자동요소생성 시스템을 이용한 영역분할법은 3차원 해석에 큰 도움이 된다. 공간함수와 유사하게 절점들간의 유한요소해석을 위한 병렬 수치 알고리즘으로서 영역분할법을 전체의 해석영역을 완전히 여러 개의 작은 영역으로 겹치지 않게 나누는 공역구배인 반복적 솔버와 결합시켰다. 개발된 시스템의 효용성에 대한 성능을 몇 가지 예를 통해 제시하였다.