• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.18 no.2
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• pp.104-116
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• 2024

A satellite is ultimately verified by performing a coupled load analysis with the launch vehicle. To increase the accuracy of the coupled load analysis results, it is important to have good accuracy of the finite element model. Therefore, finite element model correlation is essential. In general, model correlation is performed by changing the material properties and thickness one by one, but this process takes a lot of time and cost. The current paper proposes an efficient model correlation method using optimization. Significant variables were selected through analysis of variance, and the time and cost required for analysis and optimization were reduced by using the Kriging surrogate model. The method proposed in this paper can be applied only with the vibration test results, and it has a great advantage in terms of efficiency in that it can significantly reduce the numerical calculation cost and time required.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.660-665
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• 2002

일반적으로 유한요소 모델로부터 구한 해석결과는 대상 구조물의 모드 실험결과와 오차를 보인다. 이러한 오차로 인해서 유한요소 모델의 효용성에 한계가 발생하게 되면, 모델의 신뢰성을 높일 수 있도록 모델을 보정하는 절차가 필요하다. 유한요소 모델 개선은 이러한 오차를 줄이기 위해서 유한요소 모델을 변경하는 체계적인 접근법이다. 유한요소 모델에서 변경할 수 있는 매개변수의 개수는 실험결과의 개수보다 훨씬 많으므로 실험결과와 일치되는 개선된 모델의 수는 무한하다고 할 수 있다. 그러나, 개선된 유한요소 모델이 물리적 타당성을 갖도록 매개변수의 선택과 변경에 제한을 주면 초기 유한요소 모델에 비해서 실험결과와의 오차가 개선된 근사해만 존재하게 된다. 따라서, 모델 개선 과정을 통해서 구한 개선된 모델은 오차의 평가기준 또는 목적함수에 따라서 정해진 다양한 근사해 중 하나이다. 기존의 모델 개선 방법에서는 실험결과와의 오차를 나타내는 단 하나의 평가기준 또는 목적함수를 사용하고 이를 최소화하는 모델을 구한다. 최적화 결과를 얻기 전에는 사용된 평가기준이 타당한지 검토할 수 없으므로 대부분의 경우, 시행착오 방법으로 목적함수를 설정하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 다목적 최적화 개념을 이용한 평가기준을 소개하고 특히, 대화식 다목적 최적화 기법을 이용하여 유한요소 모델을 개선한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.8
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• pp.692-700
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• 2014

In this work, satellite FE (finite element) model updating for the prediction of the effect of micro-vibration is described. In the case of satellites launched in low earth orbit, high agility and more mission accomplishments are required by the customer in order to procure many images from satellites. To achieve the goal, many mechanisms, including high capacity wheels and antennas with multi-axis gimbals have been widely adopted, but they become a source of micro-vibration which could significantly deteriorate the quality of images. To investigate the effect due to the micro-vibration in orbit on the ground, a prediction is conducted through an integrated model coupling the measured jitter sources with FE (finite element) model. Before prediction, the FE model is updated to match simulation results with the modal survey test. Subsequently, the quality of FE model is evaluated in terms of frequency deviation error, the resemblance of mode shapes and FRFs (frequency response functions) between test and analysis.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.41 no.8
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• pp.605-612
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• 2013

When developing medium satellites or large satellites, coupled load analysis(CLA) is performed in order to verify satellite design as a final assessment under launch environment. Maximum acceleration, gap between adjacent parts, internal loads obtained from CLA are used to assess the safety of satellite design by comparing them with the allowable loads of every component. To achieve reliable CLA results, satellite FE model have to be properly updated to match with the sine vibration test results. In this paper, the validation procedure of satellite FE model and its results are discussed.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.146-150
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• 2009

구조 시스템 식별은 역문제로서 이상화된 유한요소 모델을 실험치와 일치시키기 위해 유한요소모델을 보정하는 형태로 주로 이루어진다. 이를 위해 비선형 섭동법이 사용되고 있으며 이 방법을 실제 문제에 사용하기 위해서 시스템 축소법에 대한 연구가 진행 되고 있다. 하지만 기존의 방법에서는 유한요소모델의 모든 요소가 실험치와 다르다고 가정하여서 전체 요소 수만큼의 설계 변수를 두어서 역해석을 수행한다. 이런 기존의 방법에서는 시스템이 커짐에 따라 연산 시간이 기하급수적으로 증가하게 되어 어려움이 있다. 설계 변수의 증가는 해공간(solution space)의 확장을 의미하며 이는 해의 정확성에 큰 영향을 끼친다. 본 연구에서는 모델을 적은 수의 설계영역으로 나누어서 반복연산 단계마다 해의 경향성을 이용해서 설계 영역을 전략적으로 변경하는 적응성 설계영역기법을 제안한다. 수치예제를 통해 본 연구에서 제안하는 기법의 정확도와 효용성을 고찰한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.23 no.4
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• pp.409-415
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• 2010

A finite element model for punching shear of flat plate structures is presented. A parametric study also has been conducted to verification of influence of several parameters in terms of the flexural reinforcement ratio, slab thickness. Reisnner-Mindlin assumptions are adopted to consider of shear deformation. Layered shell element is considered for the material non-linearities. The finite element model of this study was verified comparing with existing experimental results. The model is able to predict the capacity of the flat plate structures. The punching shear of flat plate structures varied depending on the flexural reinforcement ratio, slab thickness.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.24 no.1
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• pp.119-128
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• 2012

In this study, experimental vibration tests are performed on a real full-scale railway steel plate girder bridge, which resides in open-space environments. Using experimental modal analysis techniques, the modal parameters of the railway steel plate girder bridge yielded by the modal testing of the impact hammer are compared and investigated with the natural frequencies and mode shapes obtained by finite element analysis. This work focuses on the application of model updating techniques to measured experimental data and output-only data from an analytical vibration study that takes into account various geometric and material properties of the bridge members. A finite element model of the railway bridge structure is used to verify the modal experimental results. It is subsequently updated using the corresponding modal identification technique. The basic database is provided to evaluate damage, which can be determined based on the changes in the element properties, resulting from the process of updating the finite element model benchmark and experimental data.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.8
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• pp.99-104
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• 2005

The major role of a spacecraft structure is to keep and support the spacecraft safely in all the launch environment, on-orbit condition and during ground-transportation and handling. In a satellite development, a structural and thermal model (STM) is developed for two goals ; demonstration of a structural and a thermal stability. In the structure point of view, STM is used to verify the static/dynamic characteristics of structure in the initial stage of development. In this paper, the structure design/analysis of high resolution LEO earth observation satellite STM is described. Also, a low level sine vibration test is performed and compared to the results of finite element analysis.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.10 no.4
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• pp.402-410
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• 2022

The present study introduces a calibration method of the CSC model implemented in the LS-DYNA program for considering the material properties of ultra-high performance concrete(UHPC). Based on previous experimental studies, various parameters, which constitute three shear failure surfaces, pressure-volumetric strain curve, fracture energy, dynamic increase factor(DIF), and so on, are modified. Then, the proposed calibration method is verified by comparing the numerical result with the experimental data through the single element analysis. In addition, based on the established finite element models, the applicability of the calibrated CSC model is examined for UHPC structures subjected to impact and blast loadings.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.588-593
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• 2006

자연하천은 일반적으로 만곡수로나 사행수로 형태를 보이고 있으며, 직선수로에서와 달리 원심력에 기인한 이차류 영향을 받게 된다. 이차류에 의해서 수면에서는 만곡부 바깥쪽으로, 하상에서는 만곡부 안쪽으로의 흐름특성을 보이게 된다. 만곡부 안쪽으로 가해지는 하상 전단응력에 기인하여 하상에서의 입자가 만곡부 안쪽으로 이송되며, 결과적으로 만곡부 안쪽에는 점사주가, 바깥쪽에는 소(pool)가 생성된다. 또한 지형경사의 생성으로 입자에 가해지는 중력효과도 변화된다. 따라서 이와 같은 자연하천의 흐름과 하상변동을 수치모의 하기 위해서는 만곡부 이차류 특성을 고려한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 수심 적분된 흐름방정식과 하상토 보존방정식 (Exner equation)을 이용한 하상변동을 위한 비연계 수치모형을 위해서 하상토 보존방정식의 유한요소 알고리즘을 개발하였다. 하상토 보존방정식은 흐름 특성에 따른 평형 유사량의 공간변화율을 이용하여 일정 기간 동안의 하상 변화량을 계산한다. 이 때 이차류에 의한 하상 전단응력의 편각 및 지형경사 변화에 따른 실제 입자의 이송방향을 보정하여 평형 유사량이 계산된다. 이러한 보정식을 적용시키기 위해서는 유속성분의 공간변화량 및 지형경사의 공간성분이 필요하다. 유한요소법은 연속성 변수를 이산화시켜 근사해를 구하는 수치기법의 일종이기 때문에, 요소망이 불규칙적으로 구성되었을 경우 임의의 절점에서 연속성을 지닌 변수의 공간변화율을 계산하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평형 유사량 계산 시에 절점이 아닌 요소 내부에서 평형 유사량을 계산하는, 하상토 보존방정식의 새로운 유한요소 알고리즘을 개발하고, 새로운 알고리즘을 적용시킨 수치모형의 검증을 행하였다. 경계조건 알고리즘의 검증으로 위해서 Soni 등 (1980)이 행한 상류 유입 유사량에 따른 하상변동을 수치 모의하고 실험치와 비교하였으며, Sutmuller와 Glerum (1980)이 수행한 만곡수로에서의 하상변동을 모의하고 실험과 비교하였다. 새로운 알고리즘을 적용시킨 하상토 보존방정식의 유한요소 수치모형의 결과는 매우 안정적이며, 실험과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 수치모델은 현재 균일한 입자의 하상토만을 고려하므로, 입자분급이나 하상 장갑화 현상 등은 무시한다.