• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.685-688
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• 2011

본 논문에서는 다양한 음향 가진에 따른 음향 응답을 유한 요소법을 통하여 효과적으로 계산하기 위한 새로운 모델 축소법을 제안한다. 일반적인 유한 요소법을 통한 기계구조물의 응답을 구하기 위해서는 음향 방정식의 강성 및 행렬을 구한 뒤 이들의 조합을 통한 동적 강성행렬을 구한 뒤 역행렬을 구하여 다양한 주파수 응답을 구하게 된다. 현재 컴퓨터 하드웨어의 발전과 소프트 웨어의 발전에 의하여 더 많은 유한 요소를 사용할 수 있게 되었고 이로 인하여 더욱 정확하고 넓은 대역의 음향 응답을 구할 수 있게 되었다. 그러나, 아직까지도 아주 복잡한 구조물의 음향 응답을 구하기 위하여 유한 요소를 무한정으로 증가할 수 없는 경우가 많다. 이를 해결하기 위하여 일반적으로 모델 축소법(Model order reduction) 기법을 사용한다. 이 모델 축소법은 기본적으로 전체 행렬을 아주 작지만 효율적인 작은 행렬로 바꾸어 응답을 예측하는 기법으로 mode superposition method, ritz vector method, quasi-static ritz vector method등이 있다. 기존의 모델 축소법은 기본적으로 질량 및 강성행렬이 가진 주파수에 영향을 받지 않는 행렬이라 가정한다. 그렇기 때문에 경계조건이나 다공성 재료를 모델링할 경우 가진 주파수에 영향을 받는 강성행렬과 질량행렬이 만들어지게 되어 기존의 모델 축소법은 효과적이지 못하게 된다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 이 논문에서는 Quasi-static ritz vector method의 기본적인 개념을 확장하여 여러 개의 중심 주파수(Center frequency)에서 기저를 계산하고 이를 동시에 이용하는 Multi-frequency quasi-static ritz vector method를 제안한다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.4
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• pp.99-108
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• 1994

As a consequent result of our previous paper, "Development of Automatic Data Generation Program for Finite Element Structural Analysis of Oil Tankers"[1], the objective of this paper is to develop an automatic modeling program for the three-dimensional finite element structural analysis of hull modules of general commercial ships, especially oil tankers, bulk carriers, and container ships. Based on the proposed algorithm in [1], the followings are newly added: general applicability for three ship types, automatic mesh division interface with MSC/NASTRAN, direct wave load calculation interface, and Graphic User Interface technology in the process of input data preparation. The usefulness of this procedure is verified by calculation examples. examples.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.12 no.4_1
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• pp.1-8
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• 1992

This paper presents a p-version finite element approach for modeling the stress distribution around a circular hole in a finite strip subjected to membrane and flexural behaviors. Also, same problem with a crack emanating from a perforated tension strip was solved by virtual crack extension method. The p-version of the finite element method based on integrals of Legendre polynomials is shown to perform very well for modeling geometries with very steep stress gradients in the vicinity of a circular cutout. Here, the transfinite mapping technique for circular boundaries was used to avoid the discretization errors. The numerical results from the proposed scheme have a good comparison with those by Nisida, Howland, Newman etc. and the conventional finite element approach.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.129-140
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• 1999

추계론적 해석은 구조계 내의 해석인수에 존재하는 공간적 또는 시간적 임의성이 구조계 반응에 미치는 영향에 대한 고찰을 목적으로 한다. 확률장은 구족계 내에서 특정한 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 구조계 반응에 대한 이들 확률장의 영향 평가를 위하여 통계학적 추계론적 해석과 비통계학적 추계론적 해석이 사용되고 있다. 본 연구에서는 비통계학적 추계론적 해석방법 중의 하나인 가중적분법을 제안하였다. 특히 구조계의 공간적 임의성이 큰 특성을 가지고 있는 반무한영역에 대한 적용 예를 제시하고자 한다. 반무한영역의 모델링에는 무한요소를 사용하였다. 제안된 방법에 의한 해석 결과는 통계학적 방법인 몬테카를로 방법에 의한 결과와 비교되었다. 제안된 가중적분법은 자기상관함수를 사용하여 확률장을 고려하므로 무한영역의 고려에 따른 해석의 모호성을 제거할 수 있다. 제안방법과 몬테카를로 방법에 의한 결과는 상호 잘 일치하였으며 공분산 및 표준편차는 무한요소의 적용에 의하여 매우 개선된 결과를 나타내었다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.21 no.1
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• pp.15-22
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• 2011

It is necessary to describe the hysteresis characteristics of magnetic material precisely for the analysis or design of system with ferromagnetic materials. Although Preisach model is regarded as the most accurate method to describe the hysteresis characteristics, it is not widely applied to the real systems because of some difficulties. The conventional Preisach model shows the numerical instabilities during the iterative computations because the density distribution obtained from the sets of M-H curves are strongly localized. To remove such numerical instabilities, M-B instead of M-H is adopted as an implementation variable in normal Preisach modeling. The two dimensional computations with hysteresis characteristics by using normal Preisach modeling are tested and the result showed that the modeling by using M-B variables showed better stabilities than M-H variables.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.13 no.2
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• pp.110-122
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• 1996

본 논문에서는 전기유동유체(Electro-Rheological Fluid : ERF)를 함유하는 지능구조물의 동적 모델링 및 진동제어를 수행하였다. 먼저 실리콘 오일을 기본용매로 하여 조성된 ERF의 복소 전단모듈러스를 전장부하와 가진 주파수의 함수로 동적 회전모드 실험을 통하여 도출한 후, 이를 샌드위치 보 이론과 연계하여 동적 모델링을 실시하였다. 도출된 6차 편미분방정식 형태의 지배 방정식을 유한요소 모델로 이산화하여 전장부하에 따른 지능구조물의 동탄성 특성값인 감쇠 고유 주파수 및 모달 손실계수를 주파수 영역에서 얻었다. 그리고 ERF를 함유한 샌드위치 형태의 지능구조물을 제작한 후 실험적으로 얻은 동탄성 특성값과 모델에 의해 예측된 동탄성 특성값을 비교 고찰하여 제시된 동적 모델에 대한 타당성을 입증하였다. 또한 모델을 통해 전장부하 함수로 예측된 주파수 응답곡선 중에서 각 주파수 대역에 대해 최소 변위가 되는 응답곡선을 요구응답으로 설정한 후, 그에 해당하는 전장부하를 선정하는 논리적인 능동 진동제어 알고리즘을 제안하였다. 제어알고리즘의 유용성을 입증하기 위해 실험적으로 수행된 능동 진동제어 결과를 주파수영역과 시간영역에서 제시하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.14 no.2
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• pp.386-394
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• 1997

In this study, a few of the modeling methods for flexible spacecraft were introduced and adopted to the modeling of a 3-axes stabilization satellite. The generated model was put into pre-built rigid body attitude control loop. A Lumped Parameter Model(Global Mode Model: GMM) was recommended for the absence of the Finite Element Method(FEM) model. Finally, GMM was compared with FEM in terms of designing a control filter. A 1st-order filter was designed to meet requirements of the controller since the new flexible model was applied, and that filter was added to motor controller and axis controller. MATLAB/Simulink was used as a tool for design and simulation of the control loop and filter.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.10 no.4
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• pp.349-360
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• 2008

In this paper, the modeling procedure of random field with an elasto-plastic finite element algorithm and probability of failure on closely-spaced tunnel were investigated. Local average subdivision (LAS) method which can generate discrete random variables fast and accurately as well as change the resolution in certain region was used. And correlated value allocating and weighted average method were suggested to implement geometrical characteristics of tunnel. After the probability of failure on the test problem was thoroughly investigated using random finite element method, the results were compared with the deterministic strength reduction factor method and single random variable method. Of particular importance in this work, is the conclusion that the probability of failure determined by simplified probabilistic analysis, in which spatial variability is ignored by assuming perfect correlation, can be estimated from the safety factor determined by strength reduction factor method. Also, single random variable method can lead to unconservative estimates of the probability of failure.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.14 no.2
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• pp.164-175
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• 2011

Using natural electromagnetic (EM) fields at low frequencies, magnetotelluric (MT) surveys can investigate conductivity structures of the deep subsurface and thus are used to explore geothermal energy resources and investigate proper sites for not only geological $CO_2$ sequestration but also enhanced geothermal system (EGS). Moreover, marine MT data can be used for better interpretation of marine controlled-source EM data. In the interpretation of MT data, MT modeling schemes are important. This study improves a three dimensional (3D) MT modeling algorithm which uses edge finite elements. The algorithm computes magnetic fields by solving an integral form of Faraday's law of induction based on a finite difference (FD) strategy. However, the FD strategy limits the algorithm in computing vertical magnetic fields for a topographic model. The improved algorithm solves the differential form of Faraday's law of induction by making derivatives of electric fields, which are represented as a sum of basis functions multiplied by corresponding weightings. In numerical tests, vertical magnetic fields for topographic models using the improved algorithm overcome the limitation of the old algorithm. This study recomputes induction vectors and tippers for a 3D hill and valley model which were used for computation of the responses using the old algorithm.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.9 no.1
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• pp.271-281
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• 2005

The effects of radiation damping is used to compensate the truncated boundary which is relatively close to the structure-fluid interface in the fluid element surrounding the submerged structures. An efficient ring element is presented to model the shell and fluid element which fully utilizes the characteristics of the axisymmetry. The computational model uses the technique which separate the meridional shape and circumferential wave mode and gets similar result with the exact solution in the eigenvalues and the earthquake analysis. The fluid-structure interaction techniques is developed in the finite element analysis of two dimensional problems using the relations between pressure, nodal unknown acceleration and added mass assuming the fluid to be invicid, incompressible and irrotational. The effectiveness and efficiency of the technique is demonstrated by analyzing the free vibration and seismic analysis using the added mass matrix considering the structural deformation effect.