• Journal of the KSME
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• v.31 no.7
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• pp.616-625
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• 1991

운동하는 임의 강체의 순간속도는 플뤼커의 축좌표에 의한 트위스트로 표현될 수 있고 마찬가 지로 직렬형 로봇의 손의 운동 또한 한 개의 트위스트로써 순간속도를 표현할 수 있었으며, Jacobian이 나선좌표로 구성되어 있음을 알았다. 한편, 강체에 작용하는 힘은 플뤼커의 방사좌 표에 의한 치로 표현될 수 있으며, 역관계에 있는 두 나선에 의하여 표현된 트위스트와 치가 로봇의 역학적 해석에 어떻게 이용되는 가를 예를 들어 설명하였다. 이처럼 나선이론은 다 자 유도를 갖는 로봇의 운동 및 역학적 해석에 이용될 수 있는 효과적인 수학적도구라 할 수 있다. 나선은 하나의 기하적 요소이며, 복잡한 강체의 운동을 표현함에 있어서 간편함을 제공한다. 이미 한 세기 전 쯤에 소개된 나선이론이 근래에 와서 이와 같이 로봇의 운동해석에 활용되고 있음은 이러한 때문이라 할 수 있겠다. 나선이론은 이 글에서 설명이 생략된 로봇의 동역학적 해석에도 활용되며, 또한 병렬형 구조를 갖는 로봇(parallel robots)의 해석 등에서도 찾아 볼 수 있다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.10 no.3
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• pp.247-253
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• 1990

주철의 중력금형주조에서 반복작업에 따른 응고과정의 변화를 3차원의 수치해석적 방법에 의하여 컴퓨터해석을 하였다. 수치해석적 방법으로는 차분법을 채택하였다. 반복작업과정에 따라 변화되어지는 주물의 응고시간과 미세조직, 기계적성질과의 관계가 조사 되어졌다. 컴퓨터에 의해 계산된 각싸이클의 냉각속도로 부터 주물의 공정셀의 수, 경도, 인장강도등의 변화를 예측하였으며 또한 반복싸이클에 따른 금형 및 주물의 온도분포와 최종응고부위등을 예측하였고 이들은 실제주조시험에서 얻어진 결과와 비교적 잘일치하였다. 중력금형주조에서 회주철의 응고시간, 공정셀, 기계적성질 및 응고속도에 미치는 냉각수의 영향이 또한 컴퓨터해석에 의하여 잘예측되었으며 컴퓨터해석에 의한 냉각수 라인의 적절한 설계에 의하여 주물의 미세조직 및 기계적성질과 결함발생 가능위치를 효과적으로 제어할수 있음을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2007.04a
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• pp.112-115
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• 2007

객체지향 언어인 JAVA를 이용하여 Web-기반의 운동 해석 프로그램을 개발하였다. 지금까지 운동해석에 관한 대부분의 프로그램은 Fortran, C, C++ 와 같은 언어로 이루어져 있으며 이 경우 계산 속도는 빠르지만 각 언어의 Compiler 와 Builder를 필요로 한다. 따라서 사용된 각각의 언어에 대한 Compiler 및 Builder가 사용자의 개인용 컴퓨터 상에서만 설치 및 구동될 수 있으며 그로 인해 사용자는 계산된 Data형 결과물만을 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 이를 개선하고자 객체지향형 언어인 JAVA를 이용하여 운동해석 프로그램을 구성할 수 있는 기반을 구축하였으며 Web과 연동하여 시간적 공간적 제약을 극복하고 사용자의 의견 개입을 가능하게 하였다. 일반적으로 JAVA 언어는 연산속도가 느려서 수치해석용으로는 부적합 하다는 평이 지배적 이였으나 컴퓨터의 성능 발달로 이는 개선이 될 수 있으며, 이는 사용자가 시간적 공간적 제약을 받지 않고 사용 가능하다는 점에서 극복되어 질 수 있다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.224-229
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• 2010

Collision fragility analysis of offshore bridge by ship was performed. Collision velocity and angle were chosen as random variables then collision of 18,000DWT and 30,000DWT ships with bridge was analyzed. Displacement response surface of bridge by ship collision was estimated by varying ship velocity from 2 m/s to 7 m/s. Using the result of reliability analysis, fragility curves of collision was established and risk of offshore bridge to collision velocity as median and log-standard deviation was presented.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2000.06a
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• pp.340-345
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• 2000

진동하는 구조물의 음향 방사 예측에는 키르히호프-헬름홀쯔 적분 방정식에 근본을 둔 경계 요소 해석이 널리 사용된다. 이 경계 요소 해석은 익히 알고 있듯이 구조물의 동적 거동이 정량적으로 표현될 수 있는 경우는 매우 높은 정확도의 예측 결과를 제공한다. 그러나 실제 현상에서 접할 수 있는 복잡한 구조물의 음향 방사 예측에는 많은 변수들로 인해 예측의 정확도가 감소됨은 확실하다. 다른 방법으로는 실험을 통한 임의의 음장 예측 방법인 근음장 음향 홀로그래피(nearfield acoustical holography) 방법을 들 수 있다. 이 방법은 실제로 발생되는 음향 방사로부터 마이크로폰을 이용하여 홀로그램면의 음압 또는 속도를 측정하고 키르히호프-헬름홀쯔 적분 방정식에 적용하여 임의의 홀로그램면에 투사(mapping)시켜 음장을 예측하는 방법이다. 근음장 음향 홀로그래피는 탁월한 정확성을 갖고 있으나, 측정의 복잡성과 홀로그램면을 형성하기 위한 많은 이산점(절점)의 필요성 등의 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 또 다른 음장 예측 방법인 실험의 장점과 유한 요소 해석의 장정을 복합시킨 모드 확장 방법(modal expansion method)을 사용하여 단순 구조물인 평판의 진동에 의한 음장을 예측해 보았다. 모드 확장 방법은 구조물의 동적 거동은 모드의 선형 조합으로 표현될 수 있다는 것에 그 원리를 둔다. 본 논문은 단순 평판을 대상으로 유한 요소 해석으로 구한 모드 정보와 실험에 의해 얻은 입의 가진 주파수에 대한 진동 표면의 속도 분포를 조합하여 속도 경계 조건을 구성, 경계 요소 해석으로 음장 예측을 수행하였으며 모드 확장 방법을 사용함에 있어 고려해야할 몇 가지 사항에 대해 다루었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.26 no.4
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• pp.223-231
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• 2013

This paper presents a time-domain Gauss-Newton full-waveform inversion method for the material profile reconstruction in heterogeneous semi-infinite solid media. To implement the inverse problem in a finite computational domain, perfectly-matchedlayers( PMLs) are introduced as wave-absorbing boundaries within which the domain's wave velocity profile is to be reconstructed. The inverse problem is formulated in a partial-differential-equations(PDE)-constrained optimization framework, where a least-squares misfit between measured and calculated surface responses is minimized under the constraint of PML-endowed wave equations. A Gauss-Newton-Krylov optimization algorithm is utilized to iteratively update the unknown wave velocity profile with the aid of a specialized regularization scheme. Through a series of one-dimensional examples, the solution of the Gauss-Newton inversion was close enough to the target profile, and showed superior convergence behavior with reduced wall-clock time of implementation compared to a conventional inversion using Fletcher-Reeves optimization algorithm.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.43 no.5
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• pp.621-630
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• 2023

In this study, to investigate an energy reduction effect by field application of cylindrical baffle arrays, the 3D Debris flow numerical analysis was conducted with various baffle configurations for the simulation of a real-scale valley, where the cylindrical baffle arrays were installed. For this, the valley of the watershed was modeled using terrestrial LiDAR data from the real-scale experiment site. Numerical analysis simulated the flow behavior of debris flow and the structures using Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) technique of ABAQUS (Ver. 2021). The numerical analysis results that the case without cylindrical baffle arrays had a similar velocity change to that of the real-scale experiment. Also, the installation of baffles significantly reduced the frontal velocity of debris flow. Furthermore, increasing the baffle height increased the downstream energy reduction because of the higher flow impedance of taller baffles.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.17 no.5
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• pp.19-27
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• 2023

In this study, we used finite element analysis to conduct a containment capability evaluation of a turbine case. When analyzing the impact behavior of structures subjected to impact loads, it is important to consider the strain rate, as it affects the increase in flow stress. Therefore, we applied three material models (Cowper-Symonds, Johnson-Cook, and Modified Johnson-Cook) for the impact analysis. To validate these material models, we performed an impact test on an aluminum 6061 plate. By comparing and analyzing the experimental and analytical results, we determined that the Modified Johnson-Cook material model exhibited the least error. As a result, we applied this material model to evaluate the containment capability of the turbine case. This evaluation involved determining the occurrence of penetration, as well as the stress and strain induced at the collision area due to the initial velocity of the blade.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.29 no.1
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• pp.117-123
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• 2024

Bubbles generated in water receive an upward buoyant force due to the density and pressure difference of the surrounding fluid. Additionally, the behavior, shape, and heat exchange process of bubbles vary depending on the viscosity, surface tension, rising speed, and size difference with the surrounding fluid. In this study, we modeled speed, and heat transfer of a high-temperature single bubble rising in a cylindrical water tank. For this purpose, velocity, and temperature of the bubbles were calculated using theoretical equations, to be compared with numerical simulation results. The numerical analysis was performed using a commercial software, and the stability of the numerical analysis with mesh size was confirmed through calculation of the grid convergence index. The numerical analysis of the rising speed and temperature of a single bubble showed the values to converge when the minimum cell size was 1/160 of the bubble diameter, and the temperature decrease was confirmed to be the same as that of the surrounding fluid within 0.05 seconds.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.15 no.6
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• pp.17-28
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• 1999

In order to analyze effects of strain rate on consolidation of natural clay, this paper presents a nonlinear elasto viscoplastic model in which viscoplastic behavior is modeled by a unique effective stress-strain-strain rate relationship (equation omitted). The predicted values using numerical analysis are compared with measured ones in several laboratory tests such as creep test, multistage load test, and relaxation test for Berthierville clay. It is possible to estimate consolidation behavior of natural clay with reasonable accuracy using the proposed nonlinear viscoplastic model.