• Title/Summary/Keyword: 유한요소모형

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방파제케슨에 사용하는 신형식 푸팅구조의 역학적 특성과 구조해석

  • 한국어항협회
    • 어항어장
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    • s.2
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    • pp.86-127
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    • 1988
  • 버트리스 푸팅 케슨(Buttress footing caisson) 및 상형 푸팅 케슨의 역학특성을 해명하고 구조설계법을 검토할 목적으로 재하실험을 실시했다. 재하실험에는 배근의 제약등을 고려해서 실구조물의 1/4정도의 대형모형공시체를 사용해서 푸팅부를 중심으로 해석하기위해 푸팅에 선분포하중을 재하했다. 유한요소법에 따른 선형구조해석을 실시하여 변위, 단면력과 한계상황설계법에서의 산정식에서 얻어진 단면내력과를 비교하여 동설계법의 케슨구조물에 대한 적용성에 관하여 고찰했다. 이 보고로써 얻어진 주요한 결론은 아래와 같다. (1) 재하실험에 의하면 버트리스 푸팅공시체의 파괴형식은 버트리스부의 철근에 연한 부착할열파괴였다. 또 상형푸팅공시체에서는 푸팅부의 내면전단파괴였다. 양구조물을 설계할 때는 종래의 면외력만의 검토뿐아니라 면내력도 적절히 평가할 필요가 있다. (2) 양공시체 함께 푸팅 케슨본체와의 접합부 및 푸팅과 상자옆쪽의 벽과의 접합부에 변형이 일어나 종래의 판구조설계에서 가정하고 있는 판주변의 고정조건이 만족되지 않았다. 따라서 케슨구조물의 구조해석에서 구조전체계를 취급할 필요가 있고 부재단위에서는 단면력을 과대 또는 과소로 산정할 우려가 있다. (3) 철근강복시정도까지는 구조전체계를 모델화한 유한요소법에 의한 선형구조해석결과와 실험결과가 잘 일치했다. (4) 한계상태설계법에서의 굽음내력, 전단내력 및 구열폭의 산정식은 실험결과와 비교해서 어느쪽이나 안전측의 치를 부여했다.

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Development of an Automatic Mesh-Generation Program in Irregular Domains (불규칙영역에서의 격자망 자동발생 프로그램의 개발)

  • 김성희;권순국
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.37 no.2
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    • pp.21-30
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    • 1995
  • In order to save time and efforts in generating finite element meshes in irregular houndaries of domains, it is needed to develop an automatic mesh-generator which can hoth promote the accuracy of solutions and reduce the run-time in operating finite ele- ment models. In this study, the advancing front technique of triangular mesh generation and the transforming technique from triangular meshes to quadrilateral meshes were used to de- velop a computer program for the automatic triangular and quadrilateral meshes in the mixed shape. Furthermore, to enhance the quadrilateral mesh quality, the techniques of Laplancian smoothing and interior mesh modification were employed. The mesh genera- tor was applied to evaluate its applicability to irregular and complex geometries such as Nakdong river bay. In has hoen shown that the automatic mesh generator developed is capable of automatically generating meshes for irreguiar and complex geometries with high qualities of meshes and with the simple input data of arbitrarily specified nodal spacing in bound- aries.

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Updating of a Finite Element Model with Damping Effect Using Frequency Response Functions (주파수응답함수를 이용한 감쇠가 있는 유한요소모형의 개선)

  • Lee, Hyung-Seok;Woo, Sang-Yeon;Lee, Gun-Myung
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.708-713
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    • 2000
  • Finite element analysis is frequently used to get dynamic characteristics of complex structures. Since the results often show differences from experimentally measured ones, updating of finite element models is performed to make the FE results agree with measured ones. Among several model updating methods, one is to use frequency response function data. This paper investigates characteristics of the model updating method using simulated and experimental data for a cantilever beam. Damping effect is included in FE models, and FRFs for rotational displacements are calculated from FRFs for translational displacements using interpolation.

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A Development of NURBS-Based Pre and Post Processor for Structural Analysis of Free-Shaped Beam (자유형상 보요소 해석을 위한 NURBS기반의 전·후처리 모듈 개발)

  • Jung, Sung-Jin;Park, Se-Hee
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.10
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    • pp.6673-6678
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    • 2015
  • Recently, the free form buildings are constructed frequently. Exterior and interior components of these buildings have the free cross-section and a curved shape. So, There are many usages of classical finite element having tapered section and free-style shape. Some general commercial applications like ETABS, SAP2000, MIDAS are usually used for the safety evaluation of the free form structures. However, there are some limits in the accuracy of structural analysis and the length of analysis time because a very complicated finite element mesh have to be used. Therefore, In this study, a pre and post program module was developed to take advantage of general 3-D curved beam element which has a free-style curved shape and mathematical backgrounds. Pre-post processing module has been developed in this study was developed to control the curvature of the curved members by the NURBS control points. As a result, fast geometric modeling than was possible commercial applications. In addition, realistic depiction of the shape and behavior patterns were possible because of the free-form building allows visual check of the free form.

Inland Flooding & River Inundation Analysis by 2D hydrodynamic model (2차원 동수역학모형을 이용한 내외수 침수해석)

  • Jang, Hyun-ju;Oh, Seung-myoung;Sin, Eun-Taek;Song, Chang-geun
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.433-434
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    • 2016
  • 본 논문에서는 최근 발생하는 다양한 기후변화 문제에 따라 복합적인 침수가 많이 발생한다고 판단하여 침수의 복합원인을 찾아내고 그에 따른 값을 모의하게 된다. 침수의 요인으로는 크게 제내지 배수불량에 따른 내수침수와 하천의 수위가 높아져 월류하게 되는 외수범람이 존재한다. 기존의 연구들은 내수침수와 외수범람을 독립적으로 침수해석하여 단순한 선형합의 형태로 내외수 침수를 산정하였으나, 본 연구에서는 2차원 동수역학모형인 HDM-2D 모델을 이용하여 내수침수와 외수범람의 독립적인 모의는 물론 복합적인 모의를 하여 비교, 분석 하고자 한다. HDM-2D모델은 3가지 모형으로 구성된다. 첫째는 2차원 천수방석식과 유한요소법 이산화로 구성된 흐름해석 모형이다. 둘째는 ERG (Exponentially Growth Rate) 기법에 의하여 생성/소멸 기작이 적용된 내수침수 해석 모듈이다. 마지막은 Petrov 안정화 기법에 의한 충격파 전달 해석이 적용되며, Flux-blocking 알고리즘으로 마름/젖음을 안정적 모의할 수 있는 외수범람 해석 모듈이다. 이러한 모델을 통해 내수침수와 외수범람을 독립적, 복합적으로 모의를 진행한다.

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Analysis of Buried Pipelines Using Ground Strain Input from Seismic Waves (지반변형률에 의한 매설관의 지진차 거동 해석)

  • Kim, Moon-Kyum;Cho, Woo-Yeon;Eo. Jun;Lee, Kang-Won
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.4
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    • pp.15-26
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    • 2000
  • 지진파 전파로 인한 매설관에 작용하는 지진하중은 지진특성 및 지반조건에 따른 지반변형률로부터 산정되어야 한다. 그러나. 기존에 사용되고 있는 경험적인 방법에 의해 계산된 지반변형률 모형은 지진 및 지반의 지역적 특수성을 고려할 수 없는 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 지진특성 및 지반조선을 반영할 수 있는 수정된 지반변형률 모형을 제안하고 개발된 모형을 매설관로의 지진해석에 지진하중으로 적용하였다. 여기서, 지반변형률을 예측하기 위한 지진판 전파속도는 지반조건을 고려할 수 있도록 파 에너지분포에 근거한 분산곡선을 제안하여 산정하였다. 이러한 과정을 통해 얻어진 지반변형률 산정방법에 타당성을 파악하기 위해 예측한 지반변형률과 과거 지진으로 실측된 지반변형률을 비교하였다. 타당성이 입증된 지반변형률 모형을 매설관의 하중으로 적용하여 지진해석을 실시하였으며, 계산결과는 범용 유한요소해석을 통한 동해석 및 응답변위법에 의한 결과와 비교하였다. 이를 통해 지반 변형률 모형을 적용한 매설관 지진해석의 타당성을 검증하였다. 또한, 지진 및 지반환경이 다른 다양한 관의 특성을 반영하기 위해, 지진 지반 및 관의 영향 인자에 대해 매개변수 해석에 실시되었으며, 이로써 본 연구의 활용성을 검토하였다.

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Development of Hydrodynamic Model on the Downstream of Han River by Using Geographical Information System (GIS와 연계한 한강 하류부에서의 동수역학적 수치모형의 개발)

  • Han, Geon-Yeon;Lee, Eul-Rae;Park, Jae-Hong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.34 no.2
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    • pp.107-118
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    • 2001
  • This study was to develop a tow-dimensional model system for the hydrodynamic analysis and to apply the system on the downstream of Han River. it is performed to design a GIS-based hydrodynamic system for the scientific shallow water profile analysis, and to compare hydrodraulic modeling is the Petrov-Galerkin's finite element method for flow prediction model. This study was to construct a GIS-based river flow system, and it is useful for supporting user's decision making for the on-line status through various analysis. We expect that the results from this study can be used as one of the guidelines for river analysis and management system in order rivers, reservoirs, and estuaries.

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Analysis of Hydraulic Characteristics for River Bends Using Iber (Iber 모형을 이용한 하천 만곡부의 수리특성 분석)

  • Do Jin Kim;Kye Won Jun;Dong Hyeok Lee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.474-474
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    • 2023
  • 최근 기후변화로 강우량이 증가하면서 복잡한 수위, 소류력, 유속이 나타나는 하천의 만곡에서 여유고를 초과하여 호안의 유실 및 제방의 파괴가 발생하고 있다. 이러한 현상을 예방하기 위해 1차원 홍수유출 모형을 이용하여 직선하도의 수위와 유속 등을 계산하고 분석할 수 있으나, 주로 만곡부가 나타나는 사행하도의 편수위와 소류력, 유속을 고려하지 못한다. 따라서 만곡부의 수리 특성을 해석하기 위해서는 2차원의 수위, 유속의 급격한 흐름변화를 효과적으로 계산할 수 있는 홍수유출 모형이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 강원도 삼척시에 위치한 오십천을 연구대상 지역으로 하여 2차원의 수리특성 분석이 가능한 Iber 모형을 적용하였다. 연구대상 하천을 5m 간격의 유한요소망으로 구성하고 DEM의 고도 값을 입력 하였으며, 하천정비기본계획에서 제시한 빈도별 홍수량을 적용하여 편수위, 소류력, 유속 등의 수리특성을 분석하였다. 그 결과 만곡부에서 최대 1.7m의 편수위가 발생해 여유고를 초과하는 결과가 나타났다. 유속과 소류력은 비례하는 경향을 나타내면서 만곡의 중앙보다는 외측에 집중되는 특징이 나타났다. 향후 하천의 만곡부에서 범람이 발생하면 하천 인근 지역의 피해를 예방하는 방안으로 2차원 모형이 도입되면 피해를 저감 할 수 있을 것으로 기대된다.

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3-D Finite element stress analysis in screw-type, cement-type, and combined-type implant fixed partial denture designs (임플란트 상부보철물의 유지형태에 따른 3차원 유한요소 응력분석)

  • Lee, Sung-Chun;Kim, Seok-Gyu
    • The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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    • v.47 no.4
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    • pp.365-375
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    • 2009
  • Statement of problems: Stress analysis on implant components of the combined screw- and cement-retained implant prosthesis has not investigated yet. Purpose: The purpose of this study was to assess the load distribution characteristics of implant prostheses with the different prosthodontic retention types, such as cement-type, screw-type and combined type by using 3-dimensional finite element analysis. Material and methods: A 3-dimensional finite element model was created in which two SS II implants (Osstem Co. Ltd.) were placed in the areas of the first premolar and the first molar in the mandible, and three-unit fixed partial dentures with four different retention types were fabricated on the two SS II implants. Model 1 was a cement-retained implant restoration made on two cement-retained type abutments (Comocta abutment; Osstem Co. Ltd.), and Model 2 was a screw-retained implant restoration made on the screw-retained type abutments (Octa abutment; Osstem Co. Ltd.). Model 3 was a combined type implant restoration made on the cement-retained type abutment (Comocta abutment) for the first molar and the screw-retained type abutment (Octa abutment) for the first premolar. Lastly, Model 4 was a combined type implant restoration made on the screw-retained type abutment (Octa abutment) for the first molar and the cement-retained type abutment (Comocta abutment) for the first premolar. Average masticatory force was applied on the central fossa in a vertical direction, and on the buccal cusp in a vertical and oblique direction for each model. Von-Mises stress patterns on alveolar bone, implant body, abutment, abutment screw, and prosthetic screw around implant prostheses were evaluated through 3-dimensional finite element analysis. Results: Model 2 showed the lowest von Mises stress. In all models, the von Mises stress distribution of cortical bone, cancellous bone and implant body showed the similar pattern. Regardless of loading conditions and type of abutment system, the stress of bone was concentrated on the cortical bone. The von-Mises stress on abutment, abutment screw, and prosthetic screw showed the lower values for the screw-retained type abutment than for the cement-retained type abutment regardless of the model type. There was little reciprocal effect of the abutment system between the molar and the premolar position. For all models, buccal cusp oblique loading caused the largest stress, followed by buccal cusp vertical loading and center vertical loading. Conclusion: Within the limitation of the FEA study, the combined type implant prosthesis did not demonstrate more stress around implant components than the cement type implant prosthesis. Under the assumption of ideal passive fit, the screw-type implant prosthesis showed the east stress around implant components.

Analysis of Shallow Water Flow in Curved Channel Using Dispersion Stresses Method (분산응력법을 이용한 곡선수로에서의 천수흐름 해석)

  • Song, Chang Geun;Seo, Il Won;Kim, Tae Won;Ahn, Jungkyu
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.5
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    • pp.1785-1795
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    • 2013
  • Most of the previous models for analysis of shallow water flow assumed the uniform velocity distributions over the flow depth so that they produced incorrect velocity prediction at meandering part due to the ignorance of secondary current. In this study, the vertical velocity profiles in longitudinal and transverse direction were decomposed as the mean and variation components, which resulted in additional dispersion stresses terms in momentum equations. The proposed model were applied at the channels with $30^{\circ}$, $90^{\circ}$, $270^{\circ}$ bends, and shallow water flow in curved channel was analyzed using dispersion stresses. The dispersion stresses acted as a sink or source in the momentum equations, which caused the transverse convection of momentum to shift from the inner bank to the outer bank.