• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.34 no.5
• /
• pp.287-292
• /
• 2021

We utilized the isogeometric analysis (IGA) method that uses NURBS basis functions in CAD systems, to account for the geometric exactness of a geometrically exact beam deformation, on a new type of metamaterial, twist-translation coupled structure showing a large twist angle. A two-dimensional unit cell structure was embedded in a cylindrical wall, using free-form deformation and an appropriate interpolation scheme. A parametric study on the effects of the dimensions of the cylinder and the number of cells, on the twisting angle was performed. Furthermore, the mechanism of the twist-translation coupled metamaterial was explored through numerical examples.

• Journal of Biomedical Engineering Research
• /
• v.22 no.1
• /
• pp.69-80
• /
• 2001

본 연구에서는 환자의 골다공증 유무에 따른 내고정 장치 시술 직후 및 융합 후의 안정성을 평가하기 위해 다양한 하중 모드에서 C5-C6 운동분절의 생체역학적 거동을 분석하였다. 이러한 목적으로 먼저, C5-C6 경추부의 유한요소 모델을 구현하여 검증하였다. 모델의 결과는 기존 실험치와 유사하여 신뢰성이 부여되었다. 검증된 모델은 Smith-Robinson 방식으로 골이식물을 삽입한 후 전방 내고정 장치를 적용한 시술 상황을 재현하기 위해 수정되었다. 수정된 모델은 두 종류로 구현되었다. (1) 첫 번째 모델에서는, 시술 직후의 상황을 재현하기 위해 골이식물과 종판의 경계면에 접촉요소를 사용하였다. (2)두 번째 모델에서는 완전히 융합된 상황을 나타내기 위해 골이식물을 종판에 고정하였다. 골다공증의 효과를 예측하기 위하여 두 모델의 해면골에 대한 탄성계수를 변화시켰다(정상: 100MPa, 골다공증: 40MPa). 각 모델의 C5 주체의 상위면에 73.6N의 압축 하중을 가한 후에 108Nm의 굴곡/신전, 굽힘, 비틀림 하중을 가하였으며, C6 추체의 하단면은 모든 방향에 대하여 구속하였다. 전체적인 결과에 있어서 상대적 회전운동, 미끄럼운동, 골이식물 내에서의 von Mises 응력의 경우 정상 모델에 비해 골다공증 모델에서 증가함을 보였으며, 특히 시술 직후의 모델에서 비틀림 하중이 가해진 경우, 상대적 회전운동 및 미끄럼 운동이 가장 높게 예측되었다. 이는 골다공증환자에게 전방 내고정 장치를 시술한 경우 골이식물의 파단 및 유합의 실패가 비틀림 하중에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 해면골의 von Mises 응력은 시술 직후에 골다공증 모델의 모든 하중 모드에서, 유합 후에는 굽힘 하중 외의 모든 하중에서 ultimate strength를 초과하는 것으로 나타나 골다공증 환자에게 screw의 해리가 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 따라서 골다공증 환자에게 과도한 운동이 발생하지 않도록 하기 위해서 시술 후 세심한 주의와 halo 같은 견고한 정형술이 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.7 no.4
• /
• pp.679-683
• /
• 2006

Numerical integration-based program which simulates motion of pile driven by vibratory pile driver was developed for predicting rate of penetration of pile. Rate of penetration of pile calculated from developed program was compared with those of field test. As pile penetration depth increases, the difference between predicted rate of penetration and measured rate of penetration decreases. It was concluded that the reason for large difference between the predicted value and the measured value at shallower depths was attributed to decrease of vertical compressive force caused from relatively larger flexural and torsional motion of sheet pile.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.267-268
• /
• 2011

본 연구에서는 유한요소 해석 방법을 이용하여 경추 유한요소 모델을 개발하고, 척추 인공디스크 수술 후 경추 분절의 생체역학적 특성을 평가하였다. 반구속 및 비구속 개념의 인공디스크가 삽입된 경추 유한요소 모델의 제 7 경추체를 완전히 고정시키고 추적 경로 방향의 50 N의 압축력을 가한 상태에서 1 Nm의 굴곡과 신전, 측면 굴곡, 비틀림 모멘트를 가하였다. 모든 방향의 하중 조건에서 인공디스크가 삽입된 경추 모델들의 회전량이 정상 경추 모델의 회전량에 비하여 크게 나타났다. 또한 인공디스크를 삽입한 운동 분절에서 정상에 비하여 후관절의 접촉력과 여섯 가지 주요 인대에 걸리는 응력이 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 척추 인공디스크 수술 시 수술 방법의 선택뿐만 아니라 새로운 경추 수술용 임플란트 개발을 위한 인체정보 콘텐츠를 구축하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Navigation and Port Research
• /
• v.31 no.10
• /
• pp.845-852
• /
• 2007

An OWC-type Wave Energy Conversion passes through 3 steps energy conversion process. This paper deal with the impulse turbine with staggered blade to improved performance by numerical analysis using commercial CFD code, FLUENT Maximum value of axial airflow velocity during exhalation is higher than that during inhalation This paper deal with special-type of Impulse Turbine so-called "Staggered Blade" for more efficiency to making air flow direct to on pressure side. Also, this paper has proposed special-type turbine with self-pitched blade more efficient.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.32 no.7
• /
• pp.29-36
• /
• 2004

In this work, the effect of composite couplings on hub loads of a hingeless rotor in forward flight is investigated. The hingeless composite rotor blade is idealized as a laminated thin-walled box-beam. The nonclassical effects such as transverse shear, torsional warping are considered in the structural formulation. The nonlinear differential equations of motion are obtained by applying Hamilton's principle. The blade response and hub loads are calculated using a finite element formulation in space and time. The aerodynamic forces acting on the blade are calculated by quasi-steady strip theory. The theory includes the effects of reversed flow and compressibility. The magnitude of elastic couplings obtained by MSC/NASTRAN is compared with the classical pitch-flap $({\delta}3)$ or $pitch-lag({\alpha}1)$ coupling. It is found that the elastic couplings have a substantial effect on the behavior of $N_b/rev$ hub loads. Nearly 10 to 40% of hub loads is reduced by appropriately tailoring the fiber orientation angles in the laminae of the composite blade.