• Title/Summary/Keyword: 유한요소분석법

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Two-Dimensional Analysis of Convection-Dispersion Using Numerical Schme (수치기법을 이용한 확산 - 이송의 2차원 분석)

  • 신응배;서승원
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 1987.07a
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    • pp.201-214
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    • 1987
  • 하천에서 종, 횡방향이 고려된 확산-이송 현상을 수치기법인 유한요소법을 이용하여 2차원으로 해석하였다. 유한요소법으로는 Galerkin의 가중잔차 방법을 수십에 대해 적분을 취한 연속, 운동량 및 확산-이송방정식에 적용하였고, 선형보간함수와 선형삼각형요소가 이용되었다. 모형의 타당성을 입증하기 위해 단순화된 1차원 수로에서 수차례 검정한 결과 정확해와 거의 일치하는 만족할만한 결과가 도출되었다. 개발된 모형의 실험이 2차원수로에서 행하여져 지류의 유입에 따른 확산-이송현상이 모의되었으며, 실험적용은 개발사업후의 한강본류 9km 구간에 적용되어 탄천과 중량천의 지천 영향을 받는 오염 농도가 2차원적으로 도시되었다.

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Probabilistic Displacement Analysis Using Stochastic Finite Element Method (확률유한요소법을 이용한 확률적 변위분석)

  • 나상민;문현구
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.13 no.5
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    • pp.397-402
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    • 2003
  • Generally it is likely that rock mass properties are expressed not by a mean value but by values with variation due to its characteristic uncertainty. This characteristic is one of the most important parts for the design of undergound structures, but yet to be fully examined. Stochastic finite element method (SFEM) is contrary to deterministic finite element method in its concept as the former has been developed in order to take the randomness of structural systems into account. Using SFEM, the response variability of structural system can be obtained and it leads probabilistic stability of structure to be analyzed. In this study, displacement response variability of circular opening with hydrostatic stress field are analyzed in terms of rock mass properties having a certain mean and a standard deviation using the SFEM. The analyzed response variability shows that the necessity of probabilistic stability analysis of underground structures using reliable mean value and standard deviation of deformation modulus.

A Quantitative Analysis of Groundwater Flow into Underground Storage Caverns (지하저장공동의 지하수 유입량에 관한 정량적 분석)

  • Chung, Il-Moon;Lee, Jeongwoo;Cho, Woncheol
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.1062-1066
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    • 2004
  • 암반 내에 공동을 굴착하여 LPG 혹은 원유를 저장하는 경우 공동에서의 지하수 유입량은 공동상부의 수압과 공동내의 가스압과의 관계를 파악할 수 있는 정량적인 지표가 된다. 공동내의 유입량은 되도록 일정하게 유지되는 것이 굴착등의 시공단계와 공동 운영 및 유지관리면에서 유리하며, 유입량의 급증 혹은 급감이 일어나는 경우는 그 원인을 조기에 규명하여야 한다. 이를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 지하저장공동의 유입량 해석에 있어서는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사유되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수원하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막 시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였고, 이를 지하저장공동이 위치한 A기지에 적용하여 상부경계조건인 지하수위의 변화, 수막공 주입압 등에 따른 공동내의 유입량과 공동저장압과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과를 지하저장공동의 운영 및 유지관리에 활용될 수 있도록 수식화하여 제시하였다.

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Stability and Post-buckling Analysis of Stiffened Plate and Shell Structures (보강된 판 및 쉘구조의 좌굴 및 후좌굴해석)

  • 김문영;최명수;민병철
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.155-168
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    • 1998
  • 보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.

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Deduction and Verification of Optimal Factors for Stent Structure and Mechanical Reaction Using Finite Element Analysis (스텐트의 구조 및 기계적인 반응에 대한 최적인자 도출과 유한요소해석법을 통한 검증)

  • Jeon, Dong-Min;Jung, Won-Gyun;Kim, Han-Ki;Kim, Sang-Ho;Shin, Il-Gyun;Jang, Hong-Seok;Suh, Tae-Suk
    • Progress in Medical Physics
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    • v.21 no.2
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    • pp.201-208
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    • 2010
  • Recently, along with technology development of endoscopic equipment, a stent has been developed for the convenience of operation, shortening of recovery times, and reduction of patient's pain. To this end, optimal factors are simulated for the stent structure and mechanical reaction and verified using finite element analysis. In order to compare to present commercialized product such as Zilver (Cook, Bloomington, Indiana, USA) and S.M.A.R.T (Cordis, Bridgewater Towsnhip, New Jersey, USA), mechanical impact factors were determined through Taguchi factor analysis, and flexibility and expandability of all the products including ours were tested using finite element analysis. Also, important factors were sought that fulfill the optimal condition using central composition method of response surface analysis, and optimal design were carried out based on the important factors. From the centra composition method of Response surface analysis, it is found that importat factors for flexibility is stent thickness (T) and unit area (W) and those for expandability is stent thickness (T). In results, important factors for optimum condition are 0.17 mm for stent thickness (T) and $0.09\;mm^2$ for unit area (W). Determined and verified by finite element analysis in out research institute, a stent was manufactured and tested with the results of better flexibility and expandability in optimal condition compared to other products. Recently, As Finite element analysis stent mechanical property assessment for research much proceed. But time and reduce expenses research rarely stent of optimum coditions. In this research, Important factor as mechanical impact factor stent Taguchi factor analysis arrangement to find flexibility with expansibility as Finite element analysis. Also, Using to Center composition method of Response surface method appropriate optimized condition searching for important factor, these considering had design optimized. Production stent time and reduce expenses was able to do the more coincide with optimum conditions. These kind of things as application plan industry of stent development period of time and reduce expenses etc. be of help to many economic development.

Accuracy analysis of a hydroelastic model of a floating beam (부유식 유탄성 보 모델의 수렴성 연구)

  • Kim, Ki-Tae;Lee, Phill-Seung;Park, Kwang-Chun
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.631-634
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    • 2011
  • 본 연구에서는 규칙 파랑 중에 있는 부유식 구조물의 유탄성 거동을 해석 하고, 수치모델의 수렴성을 살펴본다. 부유식 구조물은 보로 모델링 하며, 유체는 이상유체로 가정하여 문제를 해결한다. 보 모델의 경우 Euler-Bernoulli 보 모델과 Timoshenko 보 모델로 나누어 그 특성을 비교 해 본다. 문제의 해석법에 있어서 부유식 구조물의 경우는 유한요소법을, 유체의 경우는 경계요소법을 이용하여, 상호 연성된 방정식을 이끌어 낸다. 상호 연성된 방정식을 토대로 Euler-Bernoulli 보 모델과 Timoshenko 보 모델의 거동 특성을 살펴보고 제시된 수치 모델을 기준으로 수렴성을 분석해 본다.

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Finite Element Simulation of High-Speed Impact in Plane Structure (고속충격하중을 받는 평면구조의 유한요소해석)

  • 황갑운
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.2
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    • pp.119-128
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    • 1999
  • 본 연구는 등방탄성체에 고속충격하중이 작용하는 경우에 대한 유한요소해석에 관한 것으로 대상구조는 여러 가지 모양의 2차원 평면구조를 택하였다. Galerkin 방법을 이용하여 유한요소 정식화하였으며 직접시간적분법에 의해 수치해를 구하였다. 본 해석에서는 균열이 없는 평판으로 수치해와 이론해를 비교하여 수치해의 신뢰성을 확인하였으며, 0°, 30°, 45°경사 균열이 없는 평판에 적용한 3가지 예를 분석하였다. 수치해석 결과는 이론해의 결과와 상호 잘 일치하였다.

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Characteristic Analysis of Spiral Inductor Using Finite Element Method for RF IC's (유한 요소법을 이용한 마이크로파용 칩 인덕터의 특성 해석)

  • Hong, Sung-Ook;Lee, Joon-Ho;Lee, Se-Hee;Park, Il-Han
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.276-278
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    • 2003
  • 본 논문에서는 축대칭 유한요소법을 이용하여 고주파에서 사용하는 스파이럴 인덕터를 분석하였다. 스파이럴 인덕터는 고주파 운용시 인덕터 도체에서 발생하는 표피 효과와 근접 효과, 실리콘 기판의 전도성으로 인한 와전류에 의한 저항 손실, 그리고 대류 전류에 의한 기생 용량으로 인덕턴스의 감소와 같은 현상이 발생한다. 이러한 다양한 전자기적 기생 효과들이 실리콘 기판에서 스파이럴 인덕터의 성능을 저하시키게 된다. 그러므로 이러한 점들이 실리콘 기판에서 스파이럴 인덕터를 설계 및 모델링 함에 있어서 동기를 부여해 준다. 그래서 우리는 복잡한 형상에도 적용이 용이한 유한요소법을 이용하여 스파이럴 인덕터를 해석 및 설계하였다.

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A Design Simulation of PT using Finite Element Method (유한 요소법을 이용한 PT 설계 시뮬레이션)

  • Park, Geon-Ho
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.323-325
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    • 2010
  • 본 연구에서는 절연파괴가 일어나기 쉬운 변압기 1차권선의 절연내력을 향상시키기 위하여 전위분포가 일정하게 되도록 인입선 부근의 권선 배치를 최적화하는 프로그램을 작성하여 유한요소법(Finite Element Method; 이하 FEM)을 이용하여 반복 분석하였다. 우선 기존의 권선 배치에 대한 국소점의 전계 분포를 고찰한 후 전계의 최대치를 구하였다. 그리고 권선 배치를 자동화된 순환 계산형 시뮬레이터를 제작하여 적절한 분포로 교정하고 최초의 기대 함수치를 극소화하는 형상을 반복하여 추적하는 알고리즘을 이용하여 기존의 PT에 적용될 수 있도록 고압측의 권선 배치를 최적화하는 설계 기법을 개발하였다.

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Development and Verification of Horizontal 2-D Finite Element Model For Analysis of BOD and DO Transport (BOD와 DO 거동 해석을 위한 수평 2차원 유한요소모형의 개발 및 검증)

  • Seo, Il-Won;Choi, Hwang-Jeong;Song, Chang-Geun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.749-753
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    • 2010
  • 본 논문에서는 하천에 유입되는 오염물질 중 대부분을 차지하는 비보존성 오염물질의 확산거동을 분석하기 위해 2차원 수심 평균된 이송분산방정식에 유한요소법을 적용하였다. 수치모형 구성을 위해 SUPG(Streamline-upwind Petrov-Galerkin)법을 이용한 가중잔차법을 사용하였다. 모의대상 수질인자는 BOD와 DO이며, BOD 농도 결과가 DO 농도 계산에서의 입력 자료로 이용되도록 상호 연계를 형성하였다. 모형의 검증을 위하여 직사각형 수로에 선원으로 연속주입하여 얻은 수치해와 해석해를 비교하였다. 비교결과 수치해와 해석해의 결과가 서로 일치하는 것을 볼 수 있었다.

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