• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.360-370
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• 2015

무한 길이를 가진 도파관 구조물에 유한 길이를 가진 구조물이 결합되어 있는 경우, 결합된 구조물의 응답을 수치해석으로 구하기 위해서는 파동 방법과 모드 방법을 함께 적용하여 해석하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 무한 길이 도파관구조물에 대해서는 파수유한요소법을, 유한 길이 구조물에 대해서는 유한요소법을 적용하여 결합 지점에서의 각 하부 구조물 임피던스 또는 모빌리티를 구하고 이를 연성하여 전체 구조물의 응답을 해석하는 방법에 대하여 다루었다. 해석 대상 구조물로는 내부에 사각 평판 구조물이 네 꼭지점에서 결합되어 있는 무한 길이 원통형 실린더를 선정하였으며, 네 결합지점이 강결합 또는 탄성마운트로 결합된 경우에 대하여 살펴보았다. 본 연구를 통해 임피던스 연성을 통한 파동 방법(파수유한요소법)과 모드 방법(유한요소법)의 결합이 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.1035-1044
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• 2013

면내 하중을 지지하는 면재와 면외 하중을 지지하는 심재로 구성되는 샌드위치 패널 구조물은 높은 비강도와 비강성을 가지므로 경량화가 요구되는 대형 구조물에 자주 이용된다. 그러나, 이러한 구조물은 필연적으로 높은 하중에 대하여 유연성의 증가를 일으키게 되므로, 이에 대한 구조 안전성 분석이 이루어져야 한다. 이에 대해 실제 풍하중은 거스트 영향 등을 비롯한 비선형성을 가지는 요소들이 고려되어야 하며, 구조물의 안전성 분석을 위하여 입력 하중에 대해 보다 실제 물리현상에 근접하게 모사되어야 한다. 이에 이 연구에서는 유체-구조 연성해석 기법을 이용하여 대형 등격자-보강 패널 구조물에 대한 구조 안전성 분석이 수행되었다. 입력하중인 풍하중에 대하여 보다 실제적 모사를 위해 불규칙 변동 속도성분인 거스트 영향이 고려된 랜덤분포 풍하중에 대한 유동장을 생성하여 압력-변위 사상을 통하여 연성해석이 수행되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.157-160
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• 2009

멀티 피직스 시스템은 구동을 수치적으로 해석하기 위하여 두 개 이상의 연성이 되어 있는 물리계를 고려해야하는 시스템을 일컫는다. 대표적인 예로 기계 분야에서 현재까지 많이 연구되어 왔던 열탄성(Thermal/Structure)과 유체/구조 연성(Fluid/Structure)시스템을 들 수 있다. 또한 현재 차세대 성장산업으로 많은 관심이 집중되고 있는 의료기기나 지능형 자동차와 로봇 등에서 사용되는 다양한 센서와 엑추에이터 등도 특별한 예로 들 수 있다. 특히, 한 개의 물리계 해석으로 시스템 해석이 가능한 기존의 일반적인 기계 시스템과는 달리 MEMS 등의 초소형 시스템은 시스템의 거동을 수치적으로 계산하기 위하여 여러 물리계의 연성을 고려해야 한다는 점에서 대표적인 다물리계 시스템의 예로 들 수 있다. 이렇게 우리생활에 밀접하게 쓰이고 있는 멀티 피직스 시스템은 단일 물리계 시스템과 비교하여 엔지니어의 경험에 의존하여 설계(Design)하기가 어려운 특성이 있다. 이에 이 연구 논문에서는 이런 멀티 피직스 시스템을 해석하고 최적화 하기위한 노력을 소개한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.698-701
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• 2005

본 연구에서는 풍력발전용 블레이드에 대한 일방향 유동/구조 연성해석을 하였다. 계산에 사용된 모델은 100kW급 풍력발전기 블레이드이며 정격용량은 42rpm이다. 유동영역에 대한 계산은 블레이드 표면에 작용하는 압력데이터를 얻기 위하여 행해지고 구조해석에서는 같은 모델에 대하여 얻어진 압력데이터를 하중조건으로 적용하여 풍력발전기의 변위 및 최대응력값을 계산한다. 계산결과 최대응력이 발생하는 지점은 날개의 후면 허브부분인 것으로 나타났다. 입구속도가 증가할수록 전면과 후면에 작용하는 압력차로 인해 출력과 최대변위는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.87-94
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• 2014

페리다이나믹 이론은 재료파괴 및 균열진전 해석에 적합하다. 그러나 적분 방정식을 풀기위해 많은 비국부 상호작용을 해석해야만 하기 때문에 일반적으로 사용되는 국부 모델들에 비해 비효율적이다. 따라서 효율적이면서 정확한 해석 모델을 구성하기 위해 페리다이나믹 모델과 다른 국부 모델을 연성하는 연성 해석법의 개발이 필요하다. 연성 방법론 개발을 위해서는 불연속성 혹은 응력 집중이 발생될 것으로 예상되는 영역에는 페리다이나믹 모델을 구성하고 상대적으로 변형 거동이 복잡하지 않은 영역은 국부 모델을 구성하는 방법이 많이 사용된다. 본 연구에서는 최근에 개발된 힘-기반 연성 방법론을 소개한다. 이 방법론에서는 블랜딩 함수를 활용하여 연성 영역을 사이에 두고 페리다이나믹 모델과 탄성체 모델을 연성한다. 수치예제를 통해 연성 모델이 집중하중 해석 혹은 정적파괴 해석 문제를 효율적이고 엄밀하게 해석할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 문제들은 일반적인 탄성체 모델을 사용해서는 엄밀한 해석이 어렵다. 반면에 페리다이나믹 모델은 엄밀한 해석이 가능하지만 계산 시간과 비용이 매우 많이 요구된다는 문제점이 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1091-1096
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• 2010

본 연구는 풍하중 하에서 컨테이너 크레인의 전도사고 예방을 위한 경보시스템용 기준데이터를 도출하기 위하여 수행되었다. 분석방법으로 유동구조연성해석과 풍동실험이 사용되었으며, 크레인의 안정성에 대한 풍하중의 영향을 평가하기 위하여 컨테이너 터미널에서 널리 사용되고 있는 50 톤급 컨테이너 크레인이 해석모델로 선정되고, 19 가지 풍향이 설계변수로 채택되었다. 연구방법은 먼저 경계층풍동을 사용하여 풍향에 따른 컨테이너 크레인 모형에 대한 풍동실험을 수행한 후, ANSYS 와 CFX 를 사용하여 실제 크레인의 유동구조연성해석을 수행하였다. 다음으로 유동구조연성해석을 통해 산출된 부상력과 풍동실험을 통해 도출된 부상력을 비교하여 두 방법에 있어서 차이을 보정하기 위한 식을 제시하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.63-68
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• 2010

인공위성 구조체는 발사환경과 궤도환경하에서 탑재체 및 여러 구동기 등을 안전하게 지지할 수 있도록 설계되어야 한다. 위성체의 형상설계가 이루어지면 상세설계를 위하여 발사체에서 공급하는 규격에 의한 준정적하중을 사용하여 구조해석을 수행한다. 이 때 준정적하중을 이용하여 설계된 위성체의 구조 건정성을 확인하기 위하여 발사체 업체는 위성체와 발사체를 연성한 후 연성하중해석을 수행한다. 현재 개발중인 위성체의 경우, 연성하중해석을 수행하기 위하여 위성체 모델을 Craig-Bampton 모델로 축약한 후, 발사체 제작업체로 전달하였다. 발사체 제작업체에서는 위성체 모델과 발사체 모델을 이용하여 연성하중해석을 수행하였으며, 가속도 결과와 변위결과를 계산하여 이를 전달하였다. 전달받은 가속도 결과와 변위결과로부터 위성체는 안전하게 설계되었으며, 위성체 내/외부에서 간섭이나 충돌의 위험성이 없다는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.106-113
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• 2002

인공위성에서 위성 구조체의 임무는 위성체의 모든 부품을 제반 환경조건 하에서 안전하게 지지하는 것이다. 위성 구조체의 안전성은 위성체 및 발사체 모델의 결합 및 하중함수로 표현되는 발사하중을 부가한 연성하중해석을 통해 최종적으로 검증된다. 본 연구에서는 구조체 무게의 감소를 위해, 발사하중상태 하에의 위성구조에 대해 직접 최적화알고리듬을 적용하였다. 위성 구조부재의 손상여부의 판단을 위한 가속도 반응은 연성하중해석의 결과를 바탕으로 얻었다. 최적화 결과, 구조부재 중량은 약 12%의 감소를 보였으며, 하니콤 심재의 두께가 성능에 크게 기여함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1359-1365
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• 2014

본 연구에서는 측추력기 구성품인 Shutter의 열구조 안전성을 평가하기 위해 단방향 유체-구조 연성해석을 수행하였다. Shutter는 측추력기에서 노즐을 개방시키기 위한 구동 토크와 연소가스의 고온, 고압 열하중을 받는 부품으로 연소가 진행되는 동안 열구조 안전성을 확보하여야만 한다. 유체-구조 연성해석을 위해 측추력기의 연소시간동안 내부 유동장에서 발생하는 연소가스의 압력 및 온도 분포, 대류 열전달계수값을 유동해석을 통해 도출하였고, 이 결과 값을 맵핑 방식을 이용하여 열구조 해석의 하중조건으로 부가하였다. 연소시간동안 Shutter에서 발생되는 최대 응력 및 취약위치, 온도분포를 단위 시간 단위로 분석하여 온도에 따른 소재의 인장강도 값과 비교하여 열구조 안전성을 평가 하였다. 또한 반경 방향 변형량을 분석하여 셔터와 노즐목 간의 적정 간극을 설정하는 근거로 활용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.34-48
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• 2004

본 연구에서는 대형 구조물의 최적설계에서 문제되는 많은 계산시간과 컴퓨터의 계산능력을 최소화할 수 있도록 부분구조합성법의 하나인 구속모드법을 이용한 연성하중해석 모델 및 모달과도해석을 포함한 최적화 절차를 제시하였다. 제안된 방법의 수치모사를 위한 프로그램을 개발하여 위성체 주요 구조부재인 플랫폼에 대한 최적화를 수행함으로써 그 타당성을 검증하였다. 제안된 기법을 통해 초기설계 단계에서 정확성을 유지하면서 계산시간을 단축할 수 있었고 위성체 구조부재에 대한 최적화를 수행하여 각각의 구조부재에 대한 특성을 파악함으로써 설계 활용방안을 제시하였다.