• 대한토목학회논문집
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• 제32권3B호
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• pp.175-183
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• 2012

본 연구에서는 천수방정식에 Galerkin법과 Petrov-Galerkin 기법의 일종인 SU/PG 기법을 적용하여 유한요소 천수흐름 해석 모형을 개발하고, 다양한 실험수로에서 이송이 지배적인 흐름을 수치 모의하였다. 수로 내부에 얇은 판 형태의 구조물이 존재하는 경우 Fr 수와 Re 수가 매우 낮은 흐름에서는 Galerkin 기법과 SU/PG 기법이 동일한 결과를 나타냈으나, Fr=1.58인 경우 Galerkin법은 발산하여 해를 얻을 수 없었다. 이 경우 SU/PG법은 Newton-Raphson법에 의한 5회의 반복에 의해 수렴된 유속결과를 구할 수 있었다. 사류와 상류가 혼재하여 천이류가 나타나는 단면확대 수로 모의에서 SU/PG 기법을 이용한 본 연구의 경우 상류단 수심조건이 잘 유지되며, 도수가 발생하는 지점 및 도수에 의한 수심 경사, 도수 후의 수심이 모두 Khalifa(1980)의 실험결과와 매우 근사하였다. 이송이 지배적인 사류(Fr=2.74)에 의한 사각도수 모의의 경우에도 Galerkin 기법은 최초 모의시간의 첫 번째 반복 이후 발산하였으나, SU/PG 기법은 도수 경계면을 수치진동 없이 잘 포착하였으며, 해석해와 비교한 수심 및 유속의 최대 오차는 0.2% 이내로 나타나 기존 연구(Levin 등, 2006; Ricchiuto 등, 2007)에 비해 더욱 정확한 결과를 도출하였다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.90-99
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• 1994

수리전도도의 대수값이 정규 분포를 갖고 또 공간적 상관관계를 갖는 무작위 변수라는 가정하에 지하수 유동영역 안에서 불균질한 수리전도도를 발생시켰다. 발생된 수리전도도의 거리에 따른 공분산값의 변화는 이론적으로 제시되는 변화와 잘 일치된다. 지하수위와 수리전도도는 확률론적으로 작용하는 무작위 변수들로 보고 수리 전도도와 지하수위에 대한 확률 통계적 분석을 위해 몬테카를로 시뮬레이션 방법과 유한요소법을 이용하였다. 지하수위와 수리전도도의 분산값은 지하수 유동영역의 점원, 경계조건, 수위구배, 흐름방향 및 상관 거리에 따라 특징적인 분포를 보인다. 특히 수위와 수리전도도간의 공분산값이 음수인 영역은 유동 시스템의 변화에 영향을 거의 받지 않는 영역으로 볼 수 있어서 영향권의 도출과 관계시킬 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.771-780
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• 2010

본 논문에서는 제작이 용이한 십자형 구조를 기본구조로 사용하여 판스프링 고정단을 가진 유연한 6축 로드셀을 설계하였다. 이를 위하여 유한요소법해석을 이용하여 강체 고정단과 판스프링 고정단에 대한 변형 분석을 하였으며 이로부터 특성이 우수한 6축 힘/토크 센서를 설계하였다. 변형률 분포를 이용하여 각 축의 하중에 대한 출력변형률이 비슷한 수준이 되도록 스트레인 게이지 위치를 정하고 상호간섭 변형률이 최소화 되도록 이들로 연결된 브리지회로를 구성하였다. 강체 고정단 대신에 스프링판 고정단을 이용하면 고정 경계부의 조건을 변화시킬 수 있어서 십자형 로드셀의 특성을 획기적으로 개선시킬 수 있었다. 치수 변경을 통하여 설계된 6축 로드셀에 대한 상호 간섭오차는 모든 축에서 0으로 계산되었으며 각 축에서 발생하는 출력변형률 값도 $400\;{\mu}m/m$의 비슷한 수준으로 결정되었다.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권2호
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• pp.38-45
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• 1997

본 논문에서는 반도체 소자 제조 공정 중, 염산화 공정 시에 발생하는 스트레스에 따른 산화막의 3차원적 거동을 시뮬레이션하였다. 이를 위해, 이동하는 3차원 경계면에서의 노드 생성 및 제거 기능을 지는 3차원 적응 메쉬 생성기를 개발하였고, 지배 방정식을 유한요소법(finite element method)으로 이산화시켜 수치 해석적으로 해를 구하는, 스트레스 효과를 고려한 3차원 산화 시뮬레이터를 개발하였다. 본 연구에서는 열산화 공정에 의한 산화막의 3차원적 거동을 관찰하기 위하여, 섬구조(island) 및 공구조(hole structure)의 산화막 성장을 <100> 실리콘 기판에 대하여 $1000^{\circ}C$, 60분간 습식 산화 조건에서 시뮬레이션하였다. 초기 산화막의 두께는 $300\AA$, 질화막의 두께는 $2,000\AA$으로 가정하였다. 마스크의 형태에 따라 코너에서의 새부리(bird's beak)형태가 변하는데, 코너에서의 효과는 마스크 형태에 따라 산화제의 확산이 다른 영역에 비해 감소하거나 증가하는 영향이 주된 이유이지만, 스트레스에 의해 그 영향이 더 커짐을 확인하였다. 섬구조에서는 compressive 스트레스에 의해 코너 부근에서 산화가 감소하는 결과를 가져오고, 공구조에서는 tensile 스트레스로 인해 산화가 더 증가하는 결과를 보임을 확인하였다.

• 소음진동
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• 제10권6호
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• pp.1075-1082
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• 2000

본 논문은 이중 탄성기초 위에 놓인 테이퍼진 티모센코 보의 진동과 동적 안정성에 대한 연구로써, 이중 탄성기초는 지반모델에서 흔히 이용되는 분포 Winkler 스프링들과 전단기초층으로 구성된다. 보의 전단변형과 회전관성이 고려되고, 지배방정식은 Halmilton원리를 이용한 에너지 표현식에 의해 유도된다. 고유진동수와 좌굴하중을 구하기 위해 관계되는 고유치 문제를 풀며, 출력을 받는 보의 진동에 대한 수치해석결과들이 제시되는 다른 방법을 사용한 유용한 해의 결과들과 비교된다. 출력을 받고 탄성기초 위에 놓인 테이퍼진 티모센코 보의 고유진동수, 모드 형상, 그리고 임계하중 값들이 다양한 테이퍼 두께의 비, 전단기초 파라미터, Winkler 기초파라미터, 경계조건의 변화에 대해 조사된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권2호
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• pp.183-199
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• 1991

가압수형 원자로 가압기의 오동작 보조살수 과도시 용기벽에서의 온도분포에 대한 과도응답을 해석하였으며, 해석은 분무수적으로 젖게되는 용기벽면에서 나타나는 열응력에 대하여 보수적으로 수행되었다. 수적이 부딪혀서 흘러내리는 용기벽의 내부경계면에서 강제대류열전달계수를 결정하기 위하여, 분무수적들이 살수노즐을 떠나 수증기와 비응축성인 수소기체로 이루어진 혼합기로 채워져 있는 가압기 내부공간을 통하여 비행한 후에 용기내부벽면에 도달할 때의 수적들의 과도온도를 예측하였다. 용기벽에서의 과도온도분포는 유한요소법을 사용하여 구하였으며, 대표적인 결과들을 제시하였다. 열해석의 결과는 입력자료에 대한 묘사와 부합되며, 타당한 물리적 의미를 가짐 이 확인되었다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.51-57
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• 1990

구조물을 용접할 시에는 열전도에 따른 온도 분포의 불균일에 의해 구조물에서 잔류 응력 및 변형이 발생되게 된다. 열전도에 따른 구조물의 거동을 기술하기 위해서는 열탄소성해석이 필요하게 되는데, 본 연구에서는 1차원 적층보 이론을 이용해서 보의 변형 및 잔류 응력을 계산하였다. 기존의 1차원 열탄소성 해석에서는 용접 길이가 무한해야만 성립하는 평형조건을 이용하고 있고, 경계 조건이 적절히 반영되지 못하는 제한성이 있었다. 그러나 증분 유한 요소법에 기초한 적층보 이론은 이런 제한성을 극복할 수 있다. 2차원 열탄소성 해석에서는 자유도의 증가에 따라 계산 시간이 방대해 지고, 변형 계산시에는 부정확성이 있는데에 비하여 적층보 해석에서는 2차원 해석과 같이 보 깊이 방향의 재료 성질 변화도 고려할 수 있고, 2차원 해석에 비해 자유도가 대폭 감소되었으며, 변형 계산에서도 실험치와 잘 부합되고 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.767-769
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• 2017

다중 셀 구조를 가지고 양끝이 열린 원통형 실드케이스를 3차원 유한요소법으로 해석하였다. 해석공간의 크기는 $2m{\times}2m{\times}2m$였고 원통형 실드케이스의 크기는 길이가 0.6m이고 반경이 0.1m, 0.08m, 0.06m, 0.04m, 두께는 모두 1mm였다. 실드케이스의 재질은 금속자성체로 투자율을 50,000으로 하였다. 기준자계는 수평방향이 24A/m, 수직방향이 36A/m인 지자계로 하였고 이것을 경계조건으로 하였다. 또한 해석 시에는 실드케이스의 길이방향을 지자계의 수평방향에 $0^{\circ}$ 그리고 $90^{\circ}$로 배치하였다. 실드케이스의 중심에서의 자계는 실드케이스의 층수의 증가에 따라 감소하였으며 $0^{\circ}$로 하였을 때, $4.45{\times}10^{-2}A/m$였고 $90^{\circ}$로 회전하였을 때, $6.66{\times}10^{-4}A/m$였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.111-117
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• 2008

지반 및 원형기초의 물성이 그 기초의 수직 동적거동에 미치는 영향이 해석적 해와 수치해석을 통해 연구되었다. 해석적 해로는 반무한체 지반 위 원형기초의 거동을 나타내는 간략 해가, 수치해석방법으로는 선대칭 유한요소법이 consistent transmitting 경계조건과 함께 사용되었다. 균일한 지반의 물성으로서의 전단파속도는 원형기초 동적거동의 공명진동수에 영향을 주었으나 공명진동시의 최대반응값에는 영향을 미치지 않았다. 같은 경우에 지반의 밀도는 공명진동수와 최대반응값에 모두 영향을 주었다. 균일한 지반 위 원형기초의 크기와 질량도 원형기초 동적거동의 공명진동수와 최대반응값 모두에 영향을 주었으나 균일 지반의 포아송비는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 지반이 균일하지 않고 층이 존재할 경우에 각 층의 물성으로의 전단파속도들의 상관관계는 원형기초의 최대반응값에 영향을 주었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.181-186
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• 2022

포아즌 볼츠만 방정식 (Poisson-Boltzmann equation, PBE)은 생물물리, 콜로이드 화학 등에서 등장하는 문제들을 모델링하는데 사용되는 방정식이다. 따라서 PBE의 수치해를 효율적으로 예측하는 것은 중요한 이슈이다. 저자들은 기존의 연구에서 PBE를 풀기위한 딥러닝 방법을 제안하였으나, 딥러닝을 훈련하기 위한 샘플을 생성하는 시간이 컸다는 어려움이 있었다. 본 논문에서는 FEM 수치해를 생성하는데 걸리는 시간을 줄이는 두가지 방안을 마련하였다. 첫째로 대수 방정식을 만들 때 bilinar form에 포함되는 penalty 파라메터를 실험적으로 조정하였다. 두 번째로, 대수적멀티그리드 기법을 활용하여 대수 방정식의 컨디션 넘버를 meshsize와 무관하게 만들었다. 따라서 PBE 방정식의 대수 방정식을 풀 때 계산 시간을 효과적으로 줄였다. 이러한 대수적 멀티그리드를 사용한 방법은 다양한 분야에서 딥러닝의 샘플을 생성하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.