• 한국음향학회지
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• 제29권7호
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• pp.448-457
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• 2010

단면의 형상이 길이방향으로 일정한 무한길이 도파관 구조물 (waveguide structures)에 대한 진동 및 파동전파 특성은 도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)을 이용해 효과적으로 해석할 수 있다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 해석하므로 모델의 크기가 작고 연산시간이 짧다는 장점이 있다. 도파관 구조물이 외부 유체와 연성된 경우, 원통형 실린더 또는 파이프와 같이 단면의 형상이 단순한 경우에는 이론적 해석을 수행할 수 있다. 반면 복잡한 형상의 단면을 가진 도파관구조물이 유체와 연성된 경우에는 수치해석 방법이 요구된다. 외부 유체와 연성된 도파관 구조물은 외부 유체와 도파관유한요소 (WFE)를 연성시켜 해석하는 수치해석 방법을 고려할 수 있다. 본 논문에서는 외부 유체 모델링에 경계요소 (Boundary Element)를 도입하고 이를 도파관유한요소와 연성시킨 WFE/BE 방법을 소개한다. 이 방법의 적용 예로써 단순형상의 파이프에 대해 외부 유체의 유/무에 따른 분산선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 이를 이론해석 결과와 비교하였다. 또한 WFE/BE 방법을 이용해 파이프에서 외부 유체로 방사되는 음향파워를 구하고 접수 유/무에 따른 영향을 살펴보았다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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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.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.265-266
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• 2011

본 연구에서는 유한요소 해석 방법을 이용하여 척추 퇴행성 질환을 가진 환자의 관절 불안정 모델을 개발 및 검증하였다. 관절 불안정 모델은 정상요추 유한요소 모델의 인대 및 협부를 결손시켜 개발하였으며, 요추 유한요소 모델의 제 5 요추체를 완전히 고정시키고 추적 경로 방향의 400 N의 압축력을 가한 상태에서 10 Nm의 굴곡과 신전 모멘트를 가하였다. 굽힘 및 신전 시 관절 불안정 모델들의 회전량이 정상의 요추 모델의 회전량에 비하여 크게 나타났다. 또한 굽힘 시 관절 불안정 모델들의 전위거리가 정상에 비하여 크게 나타났다. 본 연구의 결과는 척추 불안정성의 원인 및 기전의 이해뿐만 아니라 다양한 인체정보 콘텐츠 분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.62-73
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• 2001

구조물의 진동인텐시티를 파악하면 진동에너지 전달경로와 소산기구 및 주된 기진원의 위치 등을 규명할 수 있어 구조물 진동의 효율적 저감 대책을 수립할 수 있다. 본 연구에서는 선박, 해양구조물 등과 같은 대형 복잡한 구조물의 진동인텐시티를 유한요소법으로 해석할 경우 적정한 모델링 기법을 마련하고자 선체의 기본 부재인 평판과 보강판에 대해 유한요소 모델링을 달리 하면서 진동인텐시티 해석을 수행하고, 그 결과를 고전적 근사해법인 assumed mode method에 의한 결과와 비교 검토하였다. 이로부터 유한요소법을 이용하여 판 구조물의 진동인텐시티 크기 및 방향을 정확하게 산정하기 위해서는 고유진동 또는 강제진동 해석의 경우보다 세밀한 유한요소 모델링이 요구되지만 진동에너지 전달경로 규명 등을 위한 정성적 해석은 강제진동해석을 정확하게 할 수 있는 정도의 유한요소 모델로도 가능함을 확인하였다. 아울러, 두께가 다른 평판 구조물, L-자형 판 구조물 및 3차원 box-girder에 대한 진동인텐시티 해석을 수행하여 다양한 선체 국부 구조물에 있어서의 진동에너지 전달 현상을 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.293-303
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• 2005

한국 도로교 설계기준과 AASHTO Standard 설계규준에 규정된 판형교의 윤하중분배계수는 사각의 영향을 고려하지 못하고 있으며, 이에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 검증된 유한요소해석 모델을 이용, 다양한 변수를 고려한 구조해석을 통하여 강판형 사교에 대한 하중분배계수식의 제안을 목적으로 한다. 판형교의 유한요소모델은 현장실험과의 비교분석을 통해 선택되었으며, 이를 이용하여 강판형사교의 유한요소해석을 수행하였다. 연구결과 지간은 다른 변수들에 비해 윤하중분배계수에 미치는 영향이 작았고, 가로보와 브레이싱을 사교격자 구조로 설치할 경우 내측거더에서는 하중분배가 향상되며, 브레이싱 타입이 보다 유리한 것으로 밝혀졌다. 또한 해석결과를 바탕으로 회귀분석을 통해서 윤하중분배계수식을 제시하였고, 기존식과 비교검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.215-225
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• 1988

인터체인지나 램프시설과 같은 구조물은 일정한 나선기울기를 갖는 나선형 곡선부재로 이상화시킬 수 있다. 이러한 나선형 곡선부재의 정적 및 자유진동 해석을 하기 위해 7차 hermite 형상함수를 이용한 유한요소 모델을 제시하였다. 다른 유한요소를 이용한 기존연구결과와 비교하여 나선형 유한요소는 적은수의 유한 요소로서, 보다 더 정확한 결과를 보였으며 직선 부재, 원형곡선 부재등에도 적용할 수 있음을 보였다.

• 기계저널
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• 제26권2호
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• pp.114-118
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• 1986

유한요소법은 경계치(boundary value)문제에 대한 근사해를 구하는 한 방법으로 공학문제 해결의 강력한 도구로서 그 적용분야가 확장되고 있으며, 아울러 유한요소법 자체의 제한점을 축소시 키기 위한 연구가 응용수학자나 공학자에 의해 활발히 진행되고 있다. 본 글에서는 일반적인 유한요소법의 개념을 자연스럽게 확장시켜 공학문제에서 자주 취급되는 제한조건식을 포함한 미분방정식의 처리와 연립미분방정식 및 4계 경계치 문제에 적용시키는 방법을 구체적으로 소 개하고자 한다. 이러한 문제는 최근 에너지 확보와 관련하여 연구가 활발히 진행되고 있는 해 저송유관 설계 및 부설, 시추선 상승관(riser)의 응력해석, 해저광물채집(ocean mining)등의 해 양공학분야에서 크게 대두되고 있다. 해저송유관의 수학적 모델을 통하여 제약조건식을 갖는 연립 4계 경계치 문제를 소개하고 유한요소법의 적용을 설명하고자 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.271-277
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• 1994

The fatigue crack opening behavior is analyzed using finite element method. Because extremely fine mesh subdivision is required when using constant stress constant strain triangular element, this study uses conventional two dimensional eight node isoparametric elements. Since plasitc zone size is similar to crack propagating length per each load cycle because of relatively large element size, a new analysis model that a crack propagates every two load cycle is suggested. the opening load and crack opening displacement can be obtained accurately by this method.

• 한국광학회지
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• 제28권6호
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• pp.304-313
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• 2017

대구경 거울과 이를 지지하는 flexure로 구성된 반사경 시스템의 최적화를 위하여 수행하는 유한요소 해석은 주어진 설계 조건을 만족하기 위하여 수많은 반복적인 계산과 실제 모델의 수정 작업이 필수적이다. 일반적으로 실제 모델의 수정은 node의 재설정과 새로이 구성된 각 부품의 경계면에서 node의 연속성을 맞추는 작업에 많은 시간이 소요되며 이는 유한요소 해석에 소요되는 시간 결정에 매우 중요한 요소가 된다. 모델링과 계산에 소요되는 시간을 절약하기 위하여 각 광학적 구성요소의 경계면에서 비공유 node 연결을 활용하는 새로운 광기계 해석을 제안하고자 한다. 새 모델링 기법에 의하여 계산된 광기계 해석과 경계면에서의 공유 node를 사용하는 기존의 광기계 해석을 비교하여, 계산에 의하여 얻어진 광기계적 성능은 거의 같았고, 주어진 조건에 도달하기 위한 계산 시간은 획기적으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제26권6호
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• pp.414-420
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• 1982

유한요소법을 이용하여 니켈입자가 분산된 폴리에틸렌의 기계적 성질을 추정하였다. 이 해석에서 다음 2단계의 과정을 통해 조사하였다. 첫 단계는 모재의 중심부에 구상의 물질을 포함하는 이른바 단일요소 모델을 생각하여 이것을 유한요소법에 의해 계산하였고, 다음 단계는 이러한 단일요소 모델이 모여 전체를 구성하고 있으므로 이 단일 모델이 조합된 형태의 전체 모델을 설정하여 해석 하는 것이다. 이 두 과정에서 니켈과 폴리에틸렌의 두상만을 고려한 2상 모델과, 니켈과 폴리에틸렌의 복합재료에서 이른 바 transcrystalline 구역이 관찰되어 이 구역을 고려한 3상 모델의 두 모델을 각각 사용하여 그 차이를 살펴 보았다. 유한요소법은 임의의 하중에서 응력 및 변위의 계산을 가능하게 한다. 이 컴퓨터로 계산된 출력으로 부터 탄성계수, poisson 비 및 복합재료의 응력 분포등을 얻을 수 있었다. 이 유한요소법에 의한 계산과 인장 실험을 통한 실험결과는 서로 잘 일치한다.