• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1634-1638
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• 2008

하천의 2차원 흐름 해석, 유사이동 해석, 오염확산 해석을 위한 유체의 수치해석법에는 유한요소법, 유한차분법, 유한차분법의 변형인 유한체적법, 경계적분법 등이 있다. 유체에 대한 수치해석 기법으로 전통적으로 가장 많이 사용되고 있는 방법은 유한차분법이지만, 비구조적 요소망(unstructured mesh)을 이용하여 복잡한 형상을 표현하기가 상대적으로 용이한 유한요소법이 다양한 형태의 하천 해석에는 더욱 적합할 것이다. 본 연구에서는 비구조적 요소망을 advanced front method를 이용하여 생성해 보았다. Advanced front method는 해석하고자 하는 영역에 적절한 절점들을 생성한 후 삼각 요소망을 구성하는 grid based advanced front method와 절점들을 생성하지 않고 해석 영역에 삼각 요소를 바로 구성하는 element based advanced front method로 나눌 수 있다. Grid based advanced front method에서 해석 영역에 적절한 절점을 생성하는 방법으로는 일반적인 격자 구조의 절점 생성 방법을 적용하였으며 경계와의 거리가 가까운 절점은 생성되지 않으며, 삼각 요소를 구성할 때에는 두 개의 인접 절점을 비교하여 최적의 삼각 요소를 구성하게 된다. 단 두 개의 인접 절점만을 비교함으로서 비교적 빠른 시간 안에 최적의 삼각 요소망을 구성할 수 있다. 삼각 요소망을 생성한 후에는 Laplacian smoothing을 이용하여 삼각 요소망의 형질을 개선하였다. Element based advanced front method는 외부 경계에서부터 시작된 Front가 내부 영역으로 확대되어지며 각 Front에서 적절한 절점을 직접 생성하여 바로 삼각 요소를 구성하게 된다. Front에서 생성된 절점은 인접 절점들이 있는지 검색하여 인접 절점이 있다면 생성된 절점은 삭제되어지며 인접 절점이 삼각 요소를 위한 나머지 한 점으로 채택되어진다. Front는 외부 경계와 교차되어지지 않아야 하며 또한 연속된 Front를 효율적으로 관리하기 위해 list 자료 구조를 활용하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.475-484
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• 1999

압력절점은 요소의 균등한 압력증분을 1개의 자유도로 갖는 절점이며, 유한요소의 하중-변위 평형방정식에 체적과 압력의 관계를 추가하여 한계압력 이후에서도 체적변화에 따른 압력증분을 직접적으로 제저할 수 있는 절점이다. 본 연구에서는 철근콘크리트의 평면 구성 방정식과 적층정식화에 적용한 쉘 요소에 압력절점을 추가하고 해석시 체적을 제어함으로써 철근콘크리트 원통형 구조에 대해 파괴까지의 극한내압 능력을 해석할 수 있는 체적제어 비선형 해석기법을 개발하였다. 본 논문에서 제안한 해석기법을 이용하여 철근콘크리트 원통형 구조물에 대하여 비선형 해석을 수행하여 한계압력과 한계압력 이후의 구조물의 거동을 예측하였으며 실험결과와 비교 검증하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.32 no.4
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• pp.257-263
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• 2019

Multilayered structures include lamination by relatively thick plies and thin interlayers. For efficient peridynamic analysis of dynamic fracturing multilayered structures, the interlayer is modeled using ghost peridynamic particles while the ply is formulated via real peridynamics. With the nonlocal ghost interlayer, one may keep the discretization resolution low for the ply. In this study, the characteristics of dynamic wave propagation through the nonlocal ghost interlayer in peridynamic analysis are investigated. It is observed that the interlayer not only binds adjacent plies, but also significantly influences energy transfer between plies, and thereby their deformation and motion. In addition, near a surface or boundary, peridynamic particles do not have a full nonlocal neighborhoods. This causes the effective material properties near the surface to be different from those in the bulk. Surface correction based on neighborhood volumes is employed. The impact of surface correction on wave propagation in multilayered structures is investigated.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.22 no.1
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• pp.33-42
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• 2010

Patterning with a geodesic line is essential for economical or efficient usage of membrane materialsin fabric tension membrane structural engineering and analysis. The numerical algorithm to determine the geodesic line for membrane structures is generally classified into two. The first algorithm finds a non-linear shape using a fictitious geodesic element with an initial pre-stress, and the other algorithm is the geodesic line cutting or searching algorithm for arbitrarily curved 3D surface shapes. These two algorithms are still being used only for the three-node plane stress membrane element, and not for the four-node element. The lack of a numerical algorithm for geodesic lines with four-node membrane elements is the main reason for the infrequent use of the four-node membrane element in membrane structural engineering and design. In this paper, a modified numerical algorithm is proposed for the generation of a geodesic line that can be applied to three- or four-node elements at the same time. The explicit non-linear static Dynamic Relaxation Method (DRM) was applied to the non-linear geodesic shape-finding analysis by introducing the fictitiously tensioned 'strings' along the desired seams with the three- or four-node membrane element. The proposed algorithm was used for the numerical example for the non-linear geodesic shape-finding and patterning analysis to demonstrate the accuracy and efficiency, and thus, the potential, of the algorithm. The proposed geodesic shape-finding algorithm may improve the applicability of the four-node membrane element for membrane structural engineering and design analysis simultaneously in terms of the shape-finding analysis, the stress analysis, and the patterning analysis.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.11 no.4 s.41
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• pp.425-433
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• 1999

Structural analysis and design of steel frames is usually conducted under the assumption that beam-to-column connections are either fixed or pinned. In reality, each connection possesses a certain rotational stiffness. In this study, structural analysis program is developed, which takes into account the nonlinear behavior of framed structures including flexibility of semi-rigid connections and member geometric nonlinearity. Effective semi-rigid connections for a 6-story unbraced steel frame are suggested and the effect of flexible connections on the behavior of the structure are studied.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.3
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• pp.229-239
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• 1998

복합재료는 강도-무게비가 다른 재료들에 비해 훨씬 크기 때문에 부재의 좌굴문제가 대단히 중요하게 취급되며, 본 논문에서는 축방향 압축력을 받는 복합재료로 된 쉘 부재의 좌굴해석이 수행된다. 이 재료는 일반적으로 이방성 재료 특성을 나타내 보이나, 섬유들이 한 방향으로만 배치되어 있는 경우 섬유방향에 연직한 평면에서의 강도나 탄성계수들은 모두 일정한 횡 등방성 재료성질을 가진 것으로 간주할 수 있다. 9 절점 degenerate 쉘 유한요소를 사용한 선형안정해석, LUSAS 범용 프로그램을 이용한 구조해석, 그리고 고전적 쉘 좌굴방정식에 의한 해석들을 수행하였으며, 그 결과들을 서로 비교, 분석하였다. 고려된 등방성 재료나 횡 등방성 재료의 경우 모두, degenerate 유한요소해석으로 계산한 임계하중들은 고전적 이론해에 의한 결과들 보다 낮았으며, LUSAS 결과들과는 거의 같았다. 이는 degenerate 유한요소에 의한 선형안정해석 결과들이 안전측에 듬을 의미하며, 복합재료로 된 쉘 구조물의 좌굴해석에 degenerate 유한요소를 효율적으로 적용할 수 있음을 의미한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.28 no.5
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• pp.485-490
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• 2015

This paper presents development of a geometrically nonlinear triangular planar element including rotational degrees of freedom, based on the co-rotational(CR) formulation. The CR formulation is one of the efficient geometrically nonlinear formulations and it is based on the assumptions on small strain and large rotation. In this paper, modified CR formulation is suggested for the developemnt of a triangular planar element. The present development is validated regarding the static and time transient problems. The present results are compared with the results predicted by the previous researchers and those obtained by the existing commercial software.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 1996.10a
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• pp.433-439
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• 1996

본 논문에서는 스트럿-타이 모델을 이용한 콘크리트 구조물의 설계 및 해석과정에서 필요로 하는 스트럿 유효강도의 결정 및 절점영역 지지력의 검토를 일반적이고 일관성 있게 수행할 수 있는 방법을 제안하였다. 콘크리트 스트럿의 유효강도는 스트럿-타이 모델의 스트럿 영역에 해당되는 유한요소들의 주응력비를 고려하여 결정하였으며, 스트럿의 기하하적인 형상을 이용하여 형성된 절점영역의 지지력은 조합응력을 받는 콘크리트의 파괴기준을 고려하는 비선형 유한요소 해석을 이용하여 검토하였다. 제안한 방법을 예증하기 위해 실험된 철근콘크리트 보의 해석을 스트럿-타이 모델 방법을 이용하여 실시하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.215-222
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• 1996

원전 격납구조물의 구조해석에 대한 대부분의 연구에서 격납구조물을 축대칭으로 모델하고 있다. 따라서 격납구조물에 배근된 강재도 축대칭으로 가정하는 것이 일반 적이며, 유한요소모델 구성시 강재는 2절점 트러스나 1절점 링 트러스요소에 의해서 모델한다. 이때 유효철근비는 트러스요소의 단면적에 의해서 표현되며, 원통형 벽체에서는 높이에 따라 배근된 강재량이 일정하므로 실제와 근접한 모델이 가능하다. 그러나, 상부돔의 축대칭모델시 돔의 자오선 방향으로 규정된 강재량이 일정치 않고, 변화하게 된다. 기존에 연구에서는 이러한 강재량의 변화를 고려하지 못하고 반경방향으로 일정한 것으로 가정하여 구조해석을 수행하여 왔다. 이와같은 모델상의 제약으로 인해서 철근이나 텐던의 조기항복, 돔 정상부 부근에서의 부 정확한 변형특성을 보이고 있다. 본 연구에서는 실제 규정된 강재량을 유한요소모델에 반영하기 위해 정점부에서 자오선 방향으로 변화되는 강재량을 모델할 수 있는 기법에 대해서 연구하였으며, 연구결과를 바탕으로 격납구조물의 극한 내압해석을 수행하여 기존 모델방법에 의한 해석결과와 비교하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.4
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• pp.481-494
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• 2001

An enhanced degenerated shell finite element (FE), which has been developed for inelastic analysis of reinforced concrete structures is described in this paper. Generally, Reissner-Mindlin (RM) assumptions are adopted to develop the degenerated shell FE so that transverse shear deformation effects is considered. However, it is found that there are serious defects such as locking phenomena in RM degenerated shell FE since the stiffness matrix has been overestimated in some situations. As remedies of locking phenomena, reduced integration, incompatible mode and assumed strain method have been used. Especially, the assumed strain method has been successfully used in many FEs. But contrarily, there is a few investigation on the performance of the assumed strains in the inelastic analysis of concrete structures. Therefore, shell formulation is provided in this paper with emphasis on the terms related to the stiffness matrix based on assumed strain method and microscopic concrete material model. Finally, the performance of the present shell element is tested and demonstrated with several numerical examples. From the numerical tests, the present result shows a good agreement with experimental data or other numerical results.