• 제목/요약/키워드: 유한요소분할

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Adaptive Mesh Refinement and Multigrid FEM by Error Estimation (오차추정에 의한 순응형요소분할과 다단계 유한요소해석)

  • Yang, P.D.C.;Hwang, M.Y.
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.33 no.1
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    • pp.90-97
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    • 1996
  • The optimal mesh refinement has a meaning that error of the every element is within an allowable level and in uniformly distributed. The adaptive mesh generation may be required to achieve the optimal mesh generation. For the purpose of optimal mesh generation, an error estimation and an adaptive mesh refinement are required. Using the adaptive mesh generation the second finite element analysis is performed with the result of the first analysis. In the process the error estimation is required. In this study the adaptive mesh generation program for triangular element is developed, and for a posteriori error estimation the stress projection approach is considered. It has been found the multigrid technique, where the error estimation and the mesh generation are combined in multi-step of analysis, may be used efficiently in the finite element analysis.

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Finite Element Vibration Analysis of Structures with Cyclic Symmetry using Discrete Fourier Transform (이산푸리에 변환을 이용한 순환대칭 구조물의 유한요소 진동 해석)

  • 김창부;김정락
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.221-226
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    • 1995
  • 터빈 익렬, 펌프 익차, 원형 냉각탑, 치차 등과 같이 동일한 형상이 원주 방향으로 반복되어 있는 순환 대칭 구조물의 진동특성을 유한 요소법을 사용하여 해석하는 경우에 전체구조를 모델링하는 대신에 구조물을 동일한 형상의 부분구조로 분할하여 부분구조 한개만을 모델링하고 분할된 경계에서 적절한 경계조건을 부과하여 진동해석을 수행함으로서 컴퓨터 기억용량을 절감시키고 계산시간을 단축할 수 있는 방법이 널리 사용되고 있다. Orris and Petyt[1]는 부분구조의 양쪽 분할 경계면, 즉 연결 경계상에 있는 절점변위의 상관관계를 복소파동전파식을 이용해서 구하여 부분구조의 감소된 복소강성행렬 및 질량행렬을 만들고 실수부와 허수부를 분리하여 유한요소해석을 수행하는 방법을 제안하였다. 유한요소 프로그램 ANSYS[2]에서는 이와 같은 방법을 사용하고 있다. Thomas[3]는 순회 정규모드를 이용하였고, 참고문헌[4]에서는 순회행렬을 이용하였다. 또한 유한요소 프로그램 MSC/NASTRAN[5]에서는 푸리에 급수를 이용하고 유한요소 절점의 위치 및 변위를 원통 좌표계를 표현하여 순환대칭구조물의 유한요소해석을 수행할 수 있도록 되어있다. 본 논문에서는 순환 대칭구조물의 형상의 주기성과 순환성을 고려하여 이산퓨리에 변환을 이용함으로써 순환대칭구조물의 유한요소진동해석을 체계적으로 저용량의 컴퓨터에서 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.

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The Cluster Characterization on the Domain Decomposition Algorithms (클러스터 구조 특성에 따른 영역분할 알고리즘)

  • Park, Tae-Hyo;Tak, Moon-Ho;Lee, Kyung-Jae
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.635-638
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    • 2011
  • 유한요소법은 편미분방정식(Partial Differential Equation)의 수치적 근사 해를 구하기 위한 가장 일반적이고 효율적인 방법으로 다양한 공학 분야에서 널리 사용되어지고 있다. 유한요소법의 해석은 연속적인 범위를 가지는 문제를 여러 개의 요소로 나누어 다항식의 형상함수를 만들게 되며 결과적으로 근사 해를 구하게 된다. 이때 해석의 정확성을 높이기 위하여 형상함수의 차수를 높이고 요소의 개수를 늘리게 되면, 이에 따른 수치 계산량의 급격한 증가로 인해 수치해석의 효율성은 떨어지게 된다. 이를 보완하기 위해 유한요소법에 영역분할기법을 적용하여 병렬해석을 수행하면 해의 정확성과 효율성을 동시에 높인다. 병렬해석을 수행하는데 있어서 클러스터의 구조적 특성은 해석의 효율성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 모델에 대하여 병렬해석의 수행을 통하여 클러스터의 구조적 특성이 병렬해석의 효율성에 미치는 영향에 대해 확인한다.

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Parallel Finite Element Analysis System Based on Domain Decomposition Method Bridges (영역분할법에 기반을 둔 병렬 유한요소해석 시스템)

  • Lee, Joon-Seong;Shioya, Ryuji;Lee, Eun-Chul;Lee, Yang-Chang
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.1
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    • pp.35-44
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    • 2009
  • This paper describes an application of domain decomposition method for parallel finite element analysis which is required to large scale 3D structural analysis. A parallel finite element method system which adopts a domain decomposition method is developed. Node is generated if its distance from existing node points is similar to the node spacing function at the point. The node spacing function is well controlled by the fuzzy knowledge processing. The Delaunay triangulation method is introduced as a basic tool for element generation. Domain decomposition method using automatic mesh generation system holds great benefits for 3D analyses. Aa parallel numerical algorithm for the finite element analyses, domain decomposition method was combined with an iterative solver, i.e. the conjugate gradient(CG) method where a whole analysis domain is fictitiously divided into a number of subdomains without overlapping. Practical performance of the present system are demonstrated through several examples.

Application of the Unstructured Finite Element to Longitudinal Vibration Analysis (종방향 진동해석에 비구조적 유한요소 적용)

  • Kim Chi-Kyung
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.19 no.1 s.71
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    • pp.39-46
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    • 2006
  • This paper analyzes the continuous Galerkin method for the space-time discretization of wave equation. The method of space-time finite elements enables the simple solution than the usual finite element analysis with discretization in space only. We present a discretization technique in which finite element approximations are used in time and space simultaneously for a relatively large time period called a time slab. The weighted residual process is used to formulate a finite element method for a space-time domain. Instability is caused by a too large time step in successive time steps. A stability problem is described and some investigations for chosen types of rectangular space-time finite elements are carried out. Some numerical examples prove the efficiency of the described method under determined limitations.

An Adaptive Finite Element Method for Semiconductor Device Analysis (반도체 소자 해석을 위한 적응 유한요소법)

  • 최경;경종민;한민구;함송엽
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.37 no.4
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    • pp.205-213
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    • 1988
  • It has been very difficult to solve the semiconductor problems by numerical analysis techique due to the strong nonlinearity of the governing equations. Thus, we proposed a double structured adaptive refinement scheme to the finite element analysis of semiconductor devices, which guarantees a succesive convergency and gives better quality to the solutions.i.e., in the first step, the main factor of divergence in the current continuity equation is eliminated and the next, the solution quality is improved by reducing the discontinuity of current. The result of test application to the GaAs MESFET model shows that the proposed method is much dffective and efficient in the numerical analysis of semiconductor.

Analysis of the Maximum Principal Strain on the Splitting Surface by Blasting Detonation Pattern (발파 기폭 패턴에 따른 분할 단면의 최대주변형률 분석)

  • Song, Jeong-Un;Kim, Seung-Kon;Park, Hoon
    • Explosives and Blasting
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    • v.37 no.2
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    • pp.1-13
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    • 2019
  • In this study, Rock deformation on the splitting surface was investigated by using the finite element code relating to the blasting in urban area. The maximum principal strain according to the blasting detonation pattern was analyzed by the modeled blast section, and deformation of the splitting surface formed by the numerical analysis and the real blasting were compared. As a result, it was found that the maximum principal strain was observed a difference according to the blasting detonation pattern on the splitting surface, and the splitting surface was showed a similar waveform both the numerical analysis and the real blasting.

Prediction of Signal Propagation in Optical Fiber by SS-FEM (단계분할 유한 요소법에 의한 광섬유의 신호 전송 예측)

  • Jung, B.H.;Lee, H.J.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07e
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    • pp.2441-2443
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    • 1999
  • 광섬유에서 전송되는 신호의 예측을 위하여 편미분방정식인 비선형 슈래딩거 방정식(Nonlinear Schrodinger Equation, NLSE)을 단계분할 유한 요소법(Split-Step Finite Element Method, SS-FEM)을 적용하여 해석하였다. 수치결과를 해석적인 해가 알려진 솔리톤의 해로부터 전송되는 거리의 증가에 따라 각 단계마다 오차를 계산하였으며, 그 결과를 단계분할 푸리에법(Split-Step Fourier Method, SS-FM)에 의한 수치해와도 비교하였다.

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유한요소법을 이용한 조선조식 종형 구조물의 동적 해석

  • 정석주;공창덕;염영하
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.3
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    • pp.309-318
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    • 1985
  • 본 논문에서는 종형 구조물의 특미인 비대칭성을 고헌할 수 있고 굽힘에너지 (flexural energy)와 확장에너지(extension energy)를 모두 고헌하여 유한요소의 분할 이 용역한 사변형과 삼각형 판-셸 유한요소를 사용하였다.

Analysis of Polarization Mode Dispersion in Nonlinear Optical Pulse propagation by SS-FEM adopting Approximated Sparse Matrix (희귀 행렬 근사 S-FEM을 이용한 비선형 광펄스의 편광 모드 분산 해석)

  • 한대우;이호준;정백호
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.25 no.6A
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    • pp.825-832
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    • 2000
  • 광섬유 통신 시스템이 고속화되고 장거리를 전송하게 될 수록 편광모드 분산의 중요성은 더욱 부각되어 있다. 따라서 본 논문에서는 복굴절 광섬유에서 비선형 광펄스의 전파특성을 편광 모드 분산의 영향을 고려하여 시뮬레이션하였으며 이러한 현상이 발생되는 것을 알 수 있었다. 그리고 광섬유 비션형성에 의해서 GVD(Group Velocity Dispersion)와 마찬가기로 PMD(Polarization Mode Dispersion)에서도 부분적인 보상 현상이 나타남을 수치 결과를 통해 알 수 있었다. 이러한 광 전송 시뮬레이션을 구현하기 위해서 기존의 단계분할 푸리에 방식 (SS-FM, Split-Step Fourier Method)보다 장거리 전송시 오차의 발생이 적은 단계 분할 유한 요소법)SS-FEM, Split-Step Finite Element Method)을 적용하였으며, 또한 그 단점인 수행 속도를 개선한 희귀 행렬 근사 단계 분할 유한 요소법을 제안하였다. 그 결과 제안된 방법이 기존의 푸리에 연산법이나 일반적인 유한 요소법과 비교하여 더 빠른 수행 속도를 나타내는 것을 알 수 있었다.

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