• 한국항공우주학회지
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• 제50권12호
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• pp.889-898
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• 2022

본 논문에서는 3차원 전자기장의 병렬 해석 기법을 제안하였다. 시간 조화 벡터 파동 방정식 및 유한요소 기법에 기반한 전자기장 산란 해석이 수행되었으며, 모서리 기반 요소 및 2차 흡수 경계 조건이 도입되었다. 개발한 알고리즘은 유한요소망을 분할한 뒤 각 프로세서에 할당함으로써 요소별 수치적분 및 행렬 조립 과정의 병렬화를 달성하였다. 이때 부영역 생성을 위해 그래프 분할 라이브러리인 METIS가 도입되었다. 대형 희박행렬 방정식의 계산은 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산 라이브러리인 MUMPS를 통해 수행되었다. 개발된 프로그램의 정확도는 Mie 이론해 및 ANSYS HFSS 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 또한 사용된 프로세서 수에 따른 가속 지표를 측정하여 확장성을 확인하였다. 완전 전기 도체 구, 등·이방성 유전체 구 및 유도탄 예제 형상에 대한 전자기장 산란 해석이 수행되었다. 개발된 프로그램의 알고리즘은 추후 유한요소 분할 및 합성법에 활용될 예정이며, 더욱 확장된 병렬 연산 성능을 목표하고자 한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제25권1호
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• pp.281-302
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• 1987

의치상 재료 종류에 따라 의치, 점막 및 하악골에 발생되는 변위 및 응력을 연구하기 위하여 컴퓨터를 이용한 수치적 해석인 2차원 유한 요소법을 이용하였다. 2차원 유한 요소 모형으로선 표준 크기의 하악골 및 의치를 고려하여 231개의 사변형 요소 및 268개의 절점으로 분할한 후 각 구성 성분의 물리적 성질인 탄성률 및 프와송비를 대입시켰다. 사용된 의치로서는 일반 합성수지의치, 2mm후경의 탄성재를 의치상 하부에 이장한 합성수지의치, 2mm후경의 탄성재를 치아와 의치상 중앙에 삽입한 합성수지의치 및 0.5mm후경의 금속상의치의 4종류였으며, 하중시에 하악의 고정 부위로선 생체와 동일 조건을 부여하기 위하여 교근, 내측익돌근, 측두근등의 하악 폐구근이 부착되는 하악각 부위 및 하악 근돌기 부위의 16절점을 고정점으로 하였다. 하중 조건으로선 하악 제1대구치의 일점에 10kg의 수직 집중하중, 하악 중절치의 일점에 7kg의 수직 집중하중 및 하악 제 1소구치로 부터 하악 제2대구치까지의 교합면에 10kg의 수직 분산하중을 부여하여 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 하중이 의치 교합면위의 가해진 부위에 따라 다양한 의치 회전 및 강하 현상을 보였으며, 탄성재를 이장 및 삽입한 합성 수지 의치의 변위가 일반 합성수지의치 및 금속상 의치의 변위보다 더 컸다. 2. 주응력을 고려할때 점막 부위에는 주로 압축 응력이 작용하였으며 치조제 부위는 압축응력과 인장 응력이 함께 작용하였다. 3. 탄성재를 삽입한 합성수지의치에 최고 등가 응력이 집중되었으며 그 다음은 탄성재를 이장한 합성수지의치, 일반 합성수지의치의 순이였으며 금속상의 경우는 금속을 따라서 높은 등가 응력이 넓게 분산되었다. 4. 의치상 종류에 관계없이 동일 하중 조건하에선 점막에 나타나는 등가 응력의 크기 및 분산양태는 유사하였다. 5. 하악골에서 등가 응력은 의치지지 부위에만 국한되지 않고 넓게 분산 되었으며 의치상 종류 및 하중 조건에 관계없이 치조제 후방 및 하악연의 후방 부위에 특히 높은 등가응력이 집중되었다. 6. 하악 중절치의 일점에 수직 하중을 가한 경우가 다른 하중 조건에 비하여 지지점과의 거리차이로 인하여 하악골에 가장 높은 등가 응력을 유발하였다. 7. 의치상 재료에 따른 하악 골에 발생되는 응력의 크기 및 분산에는 큰 차이가 없으나 금속상의 경우가 교합압을 분산하는데는 효과적이었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.155-162
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• 2004

초기재령 콘크리트의 탄성계수 변화와 크리프 및 건조수축 현상을 고려하는 강 합성 거더의 시간종속적 처짐해석을 수행하였다. 초기재령 콘크리트의 탄성계수 발현과정을 고려한 구성관계는 총 응력-변형률 관계를 Taylor의 선형급수 확장을 이용하여 기준시간에 관하여 확장함으로써 시간종속적 증분형태로 유도하였다. 강 박스거더의 단면형상 변화 위치와 지점부를 기준하여 거더를 분할하고 분할된 구간에서 단면해석을 통해 곡률을 구하여 2차 다항식으로 가정한 처짐곡선에 경계조건을 적용함으로써 처짐곡선의 증분관계식을 유도하였다. 부모멘트 구간의 강 박스 하단에 콘크리트를 타설한 이중합성 박스거더의 초기재령 거동해석을 수행하였으며, 강 박스 하단의 콘크리트 타설두께가 거더의 거동에 주는 영향을 수치해석 결과를 통해 분석하였다. 끝으로, 보 요소를 이용한 유한요소해석 결과와 개발된 단면해석법을 이용한 해석 결과를 비교함으로써 정확성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.249-257
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• 2022

본 논문은 직접해법 기반 FETI 알고리즘의 개선 방안을 제시하였다. 개선 대상은 FETI-local로, 해당 알고리즘은 국부 Lagrange 승수를 통해 부영역 간 경계 문제를 정의한다. 부영역 경계 강성 및 하중 계산 단계의 경우, 전체 역행렬 계산 등 과도한 비용을 요구했던 기존 알고리즘을 Boolean 행렬 특성을 활용한 선택적 역행렬 성분 계산으로 개선하였다. 전역 경계 행렬식 계산 단계의 경우, 기존 단일 프로세서 연산을 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산으로 대체하였다. 제시된 FETI-local 알고리즘의 성능 개선은 64만 자유도 수치 예제를 통해 검증되었으며, 기존 대비 최대 97.8%의 계산 시간 감소가 달성되었다. 또한, 기존 대비 안정적이고 개선된 확장성이 가속 지표를 통해 확인되었다. 추가로, 432만 자유도의 대용량 계산 성능 비교가 제시된 알고리즘과 상용 프로그램인 ANSYS 간에 수행되었다. 그 결과, 계산 시간 측면에선 ANSYS가 우수하였으나, 프로세서 수에 따른 가속 성능 증가율 측면에선 제시된 알고리즘이 우수한 것이 확인되었다.