• 제목/요약/키워드: 유한요소 분석법

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영역/경계 분할법에 의한 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율화 (Computational Efficiency of Thermo-Elasto-Viscoplastic Damage and Contact Analyses by Domain/Boundary Decomposition Method)

  • 신의섭;김성준;김종일;서영수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.43-46
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    • 2009
  • 열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

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영역/경계 분할법을 이용한 기계적 삭마의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Mechanical Ablation by Domain/Boundary Decomposition Method)

  • 김종일;김성준;신의섭
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.68-71
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    • 2010
  • 극심한 고온 및 고압 환경에 노출되기 쉬운 항공우주 구조물에서 발생하는 기계적 삭마 현상을 해석하기 위하여 영역/경계 분할법을 적용한 삭마 해석 모델을 제안하였다. 영역 및 경계는 상변화 현상에 의한 비선형 거동을 하는 삭마 부영역과 선형 거동을 하는 선형 열탄성 부영역, 공유면, 경계 공유면으로 분할하였다. 삭마 재료 내부의 열분해 반응은 엔탈피 방법을 이용하였으며, 표면 침식 반응은 공기역학적 전단 응력과 삭마 재료의 전단 강도를 기반으로 매칭 기법을 이용하였다. 화학적 및 열적 삭마는 고려하지 않았으며, 간단한 수치 해석을 통해서 기본적인 기계적 삭마 특성을 분석하였다.

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유한요소법을 이용한 지중케이블 단락전자력 Modeling 연구 (Study on the Short-Circuit Electromagnetic Force Modeling for Underground Transmission Cable by Using Finite Element Method)

  • 박흥석;강지원;장태인;배주호;김두진;최경규;홍동석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.2087_2088
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    • 2009
  • 최근 도심지 전력수요의 증가로 송전선로 건설의 필요성이 증대되고 있으나, 가공송전선로가 가지고 있는 한계 때문에 지중송전선로의 건설이 증대되고 있는 추세이다. 이러한 상황에서 지중 및 가공을 포함하는 거시적인 관점에서 지락 및 단락과 같은 고장시의 대전류 현상에 대한 연구는 어느 정도 시도된 바가 있으나, 지중케이블 시스템 자체에 미치는 영향에 대해서는 그 연구가 미비한 것이 현실이다. 특히 단락고장의 경우 고장전류의 크기도 크지만 고장전류 발생에 따른 전자력을 동반하게 되어 케이블 및 접속함, 각종 금구류에 전기적, 기계적인 스트레스를 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 최근 발생한 단락고장 상황을 고려하여 전자력에 의한 케이블의 거동특성을 확인하기 위해 154kV OF케이블 3상단락 실증시험을 시행하였고, 실증시험시 촬영된 고속카메라 영상을 이용한 변위분석 결과와 유한요소법을 이용하여 계산된 케이블의 변위 특성을 비교 분석하여 유한요소법을 이용한 계산방법이 케이블 거동특성 분석에 적합한지 그 실효성을 검증하고자 한다.

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유한요소해석과 다구찌법을 이용한 구명정 진수장치 설계인자 결정에 관한 연구 (A study to determine the design parameters of Lifeboat Davit by Using FEM and Taguchi Method)

  • 최주형;안정철;김정환;유찬욱;최영삼
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권4호
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    • pp.554-559
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    • 2010
  • 구명정 진수장치는 크게 main frame, main arm, upper arm, support bar로 구성되어 있다. 본 논문에서는 upper arm의 굽힘 강성에 영향을 주는 인자로 plate 두께와 arm 단면의 가로 세로 길이를 설계 인자로 설정하며, 이들 인자에 대한 영향력을 분석하고자 하였다. 설계 인자에 대한 영향력 분석을 위해 실험계획법의 일종인 다구찌법과 함께 수치해석적인 방법을 이용하였으며, 각 설계인자간의 영향력 분석을 통해 실질적으로 산업에 도움을 주고자하였다.

유한요소법을 이용한 Tonpilz 트랜스듀서의 최적구조 설계 (Optimal Structural Design of a Tonpilz Transducer by Means of the Finite Element Method)

  • 강국진;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.637-644
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    • 2003
  • 본 연구에서는 대표적인 수중 음향 트랜스듀서인 Tonpilz 트랜스듀서에 대하여 설계변수들이 트랜스듀서 성능에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통하여 파악하였다. 나아가 그 결과들의 통계적 다중 회귀분석을 통하여 응력 강화 (Stress stiffening) 효과를 고려한 공진 주파수, 대역폭 및 발생 음압을 이들 설계변수들의 함수로 도출한 후, 제한 최적화법인 SQP-PD 방법을 이용해 공진 주파수 30,000 Hz 와 -3dB 대역폭 10% 이상을 가지며 최대 음압을 구현할 수 있는 트랜스듀서의 최적구조를 결정하였다. 또한 SQP-PD 방법에 의한 최적값을 유한요소 해석에 의한 값과 비교함으로써 최적값의 타당성을 검증하였고, 본 연구에서 제시한 설계법이 계산시간의 단축과 높은 정확성을 가짐을 확인하였다.

점증하중을 받는 사질토 지반의 조밀화에 대한 유한요소해석 (A FEM Alalysis to the Sand Densification due to Increasing Loading)

  • 한경제
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.79-85
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    • 2000
  • 본 논문에서는 사질토 지반에 일정기간 계속하여 증가되는 단계별 하중이 작용할 때 발생할수 있는 지반의 밀도화 현상을 hyperbolic model의 매개변수 변화를 고려한 방법으로 유한요소법에 의한 수치적 침하해석에 반영해 주었다. 이를 위해 사질토의 상대밀도별 삼축압축실험을 실시하여 매개변수를 산정하였으며, 이를 토대로 각각의 상대밀도의 변화에 따른 매개변수값을 Lagrange의 다항식 수치보간법으로 프로그램에 반영하였다. 또한 유한요소프로그램 내에서 요소의 체적을 계산하고 체적의 변화를 상대밀도 개념으로 접근함으로서 지반의 밀도화를 프로그램내에서 모사할수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 해석 프로그램에 의한 지반의 밀도화현상의 모사 결과를 실내 모형기초재하실험에 의하여 비교 분석해 본 결과 기존의 해석 보다 향상된 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

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민감도 분석을 이용한 반도체 검사 장비의 X, Y 스테이지 구조의 경량화 연구 (A Study on the Weight Reduction of X,Y stage of Semiconductor Inspection Equipment using Sensitivity Analysis)

  • 고만수;권순기;김참내
    • 디지털융복합연구
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    • 제17권7호
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    • pp.125-130
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    • 2019
  • 민감도 해석은 어떤 설계 변수의 변화가 전체 시스템에 미치는 영향을 확인하기 위한 방법으로, 계산된 민감도는 구조개선 시 중요한 지표가 된다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 설계 변수에 대한 민감도 도출 및 분석 방법과, 민감도 결과를 활용한 구조개선 방법을 제안하였다. 구조 개선이 필요한 실제 반도체 검사 장비를 이용하여 경량화를 위한 설계 변수를 선정하고 설계 변수에 대한 민감도를 유한요소법과 유한차분법을 활용하여 계산하였으며, 장비가 요구하는 과도응답(Transient Response)은 유지하면서도 무게 감소가 가능한 개선 방안을 제시하였다. 유한요소해석과 유한차분법을 이용한 민감도 분석 결과를 이용한다면 구조물의 설계 개선 시 원하는 응력 또는 변위는 만족하면서도 구조적으로 향상된 설계를 할 수 있고, 이는 반도체 검사 장비뿐만 아니라 다양한 분야에서 활용이 가능하다.

축대칭 박판 하우징의 디프드로잉 성형에 대한 유한요소법해석 및 파단 원인 분석 (Finite Element Analysis of Deep Drawing for Axisymmetric Sheet Metal Housing)

  • 윤정호
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1994년도 박판성형기술의 진보
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    • pp.191-198
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    • 1994
  • A practical example of the axisymmetric deep drawing process is simulated by the elastic-plastic finite element analysis using updated Lagrangian approach considering the large deformation. An approach is suggested to solve the problem of the ductile fracture that may encounter during the deep drawing process. The result can be applied to the design of the die for the axisymmetric deep drawing.

유한요소법을 이용한 ECAP 공정에서 재료의 물성치에 따른 변형 거동 분석 (Finite Element Analysis of Deformation Behavior due to Material Properties during ECAP)

  • 배강호;권기환;채수원
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.827-832
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    • 2001
  • A lot of investigations have been made in recent years on the equal channel angular pressing(ECAP) which produces ultra-fine grains(UFG). Among many process parameters such as channel angles, frictions, die deformations and materials employed, the effects of material properties on the deformation behavior have been investigated. The finite element method(FEM) has been used to investigate this issue.

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단계 분할 유한 요소법을 이용한 분산 보상 광 전송 시스템의 시뮬레이션 (Simulation of Dispersion Compensation Transmission System Using Split-Step Finite Element Method)

  • 홍순원;이호준
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권8호
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    • pp.79-86
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    • 1999
  • 분산 보상을 위하여 DCF(dispersion compensating fiber)를 사용한 10Gbps 전송 시스템을 시뮬레이션 하였다. 비선형 광섬유에서 NRZ 펄스 전파를 분석하기 위해서, 유한 요소법과 유한 차분법을 조합한 단계 분할 유한 요소법을 사용하였다. 광 증폭기와 시스템 잡음이 포함된 시스템의 수신기에서 eye diagram과 BER 곡선을 구하였다. 시뮬레이션 결과로써, 50km 전송후에 분산 패널티가 약 0.8dB이었으며, 이득이 12dB인 EDFA를 사용하였을 때 $10^{-9}$ BER에서 -27.4dBm의 수신감도를 나타내었고 EDFA를 사용하지 않았을 경우에는 15.6dBm.의 감도를 나타낸다는 것을 확인하였다.

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