• 에너지공학
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• 제10권1호
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• pp.33-39
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• 2001

석탄화력발전소에 정착되는 고속분립체 이송용 곡관의 내마모성 향상에 관한 수치해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 22.5$^{\circ}$와 90$^{\circ}$ 곡관을 모델로 하여, 분립체에 의한 곡관의 마모를 감소시키기 위해 유동방향이 전환되는 부분에 와류장이 형성되도록 곡관의 단면형상을 변화시켰다. 삼차원, 난류유동장의 지배방정식을 유한체적법으로 이산화시키고, SIMPLE 알고리즘을 이용하여 해를 구하였다. 수치해석을 통해 마모감소를 위한 새로운 형상의 곡관을 설계하였다. 새로운 형상의 곡관을 제작, 운전중인 국내 화력발전소에 장착하여 마모실험을 수행하였으며 내마모성이 매우 향상되었음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1473-1478
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• 2012

본 논문은 원거리에 떨어진 작전지역으로 정찰로봇을 발사하여 투하하기 위해서 필요한 파단형 보호체에 대한 개발내용을 제시한다. 실제 전장에서의 활용성을 높이기 위해 기존 외피 전개를 위한 기구사용을 배제하고 체결부의 파단에 의해서 보호체의 외피가 개방되는 방식을 채택하여 소형, 경량을 이루었다. 보호체와 정찰로봇의 유한요소 모델링을 통해서 주어진 하중조건에 맞추어 체결부의 파단이 이루어지는지 전산모의실험을 수행하였으며, 낙하시험기를 이용한 충격실험을 통해서 충돌에 대한 보호체의 충격흡수성능을 분석하였다. 실제 외부환경에서의 100m 발사시험을 통해서 제안된 보호체가 정찰로봇을 탑재하여 정해진 지점으로 비행 도착한 후 안전하게 정찰로봇을 이탈시킴을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.343-352
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• 2006

본 논문에서는 금속 연소관, 단열 고무 그리고 내열 복합재로 구성된 연소관 조립체의 접착 체결 상태를 확인하기 위해 변형률, 음향방출 신호 그리고 초음파 시험자료를 이용한 비파괴 시험 방법이 제시되었다. 또한 내압 상태에서 연소관 조립체의 각 계면 접착 상태를 정량적으로 평가하기 위해 유한요소 해석이 수행되었다. 공압 시험 중 계측한 변형률 값과 음향방출 신호 상관관계 연구를 통해 연소관 조립체의 접착 건전성 평가가 가능했다. 그리고 연소관 조립체의 여러 접착 계면 중 첫 번째 계면인 연소관과 고무간의 접착은 초음파 방법으로 분류하였다. 이러한 연구를 통해 연소관 조립체의 모든 접착 계면은 1) 초기 완전 미접착, 2) 공압 시험 중 완전 접착 분리, 3) 공압 시험 중 부분 접착 분리, 4) 완전 접착 등 4가지 형태로 분류 및 검출되었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.68-76
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• 2001

유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

• 전산구조공학
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• 제7권1호
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• pp.91-98
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• 1994

선박, 자동차, 항공기등 수송체 구조해석에 유한요소법이 사용됨에 따라 초기 설계 후 대형 복합구조물의 해석이 ANSYS, NASTRA등의 범용 유한요소 코드에 의해 수행되고 있다. 설계변경을 시도할 때 설계자의 경험과 인지만으로 대형 구조물의 성능변경을 예측하기는 어렵다. 비록 대형 컴퓨터의 사용으로 구조 재해석이 용이하나 정량적 및 이론적 설계수정방향 없이는 인력과 계산시간 소모를 초래하고 때로는 시간 제약으로 충분한 재해석을 못할 수가 있다. 이때 긴요하게 사용될 수 있는 정보는 민감도로서 설계변수 변화에 대한 구조응답 변화를 수치적으로 나타내므로 설계변경에 도움을 줄 수 있다. 본 논문에서 계산된 정확한 민감도는 선체데크구조와 수송체구조물 프레임 강성도를 설계 변수로 하였으며 구조물 진동저감 설계에 사용될 수 있다. 즉 유한요소법에 의한 구조 재해석에 의하지 않고 민감도 값으로 구조 진동변위 증감을 예측할 수 있음이 예제로 보여지고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.81-89
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• 2001

본 연구에서는 편심률과 세장비가 고려된 가셋트-강관 접합부의 거동 및 극한 강도를 파악하기 위하여 실험 및 유한요소 해석을 수행하였다. 실험체는 가력장치의 용량제한으로 1/3 축소모형 실험체로 제작되었으며, 유한요소해석 모형도 이와 동일한 형태로 설정하였다. 여기서 본 연구이 주된 관심은 횡력에 의한 편심이 접합부 극한 강도에 미치는 영향을 파악하는 것으로 연구결과 세장비, 횡력비 가셋트 플레이트 길이 축소가 가능하 편심접합 사용의 가능성을 파악하였으며, 실험결과와의 비교를 통해 설정된 유한요소해석 모형의 검증도 수행하였다.

• 한국자기학회지
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• 제6권5호
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• pp.281-286
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• 1996

전기 기계의 운동 특성을 정확히 해석하기 위해서는 해석모델의 전자장방정식과 운동방정식이 함께 고려되어야 한다. 본 논문에서는 자장내에서 두 개의 스프링에 의해 진동 운동을 하는 도체를 해석함에 있어 순차적인 결합방법을 채책하였다. 한 시점에서 속도가 주어지면 전자장해석 및 유도전류 계산은 유한요소법을 이용하였고, 그때마다 전자력을 게산하였다. 또한 전자장방정식이 풀린다음 4차 runge-kutta 미분방정식 해법을 이용하여 운동방정식과 결합하였다. 위의 과정을 순차적으로 계속 반복함으로써 시간에 대한 위치, 속도, 유도전류 및 전자력을 알아내어 운동체의 운동특성을 알아보았다. 계산된 결과는 에너지보존 법칙에 적용하여 제안한 순차적인 결합방법의 유용성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.183-189
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• 2014

본 연구에서는 다면체 요소의 개발을 위하여 Wachspress 좌표계와 이동최소자승 근사를 기반으로하는 형상함수와 수치적분 방법을 제시하고 있다. 사면체 요소를 사면체 영역으로 분할하여 형상함수가 구성이 되고 이 영역을 사용한 일관성있는 수치적분이 수행되게 된다. 다면체 요소 면에서 Wachspress 좌표계를 사용하고 요소 내부에서 라플라스 방정식을 적용하여 이동최소자승 근사의 가중함수를 정의하게 된다. 본 연구에서 개발되는 다면체 요소의 형상함수와 수치적분 방법은 일반적인 유한요소와 유사한 특성을 갖게 되는데 수치 예제를 통하여 유효성을 보여주었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.440-448
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• 1999

본 논문에서는 무한 주기구조로 근사할 수 있는 전파 흡수체의 전파특성을 혼성 유한요소법을 이용하여 해석한 결과를 기술하였다. 가상의 경계면을 설정하여 유한한 영역을 정의하였고, 영역의 각각의 경계면에서 유효한 경계조건을 Floquet 이론으로부터 유도하였다. 고차 Floquet 모드가 사용되었으므로, 본 논문에서의 방법은 파장에 비교할 수 있을 정도로 큰 주기를 가진 구조의 경우에도 적용이 가능하다. 표면적분 계산의 어려움을 줄이기 위해 표면에 수직인 전자계 성분을 표면에 수평인 성분으로 표현하였다. 계산된 결과를 해석적인 해 또는 기존에 발표된 결과와 비교하여 해석의 유효성을 증명하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.913-915
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• 2001

본 논문에서는 유한 요소법을 압전체에 적용하여 계산한 임피던스 파형을 실험적으로 검증하였으며 이를 압전 변압기에 적용하여 압전 변압기의 공진 특성 즉 입력측에서의 전기적인 임피던스 및 출력측에서의 전기적인 임피던스를 해석하였다. 또한 압전 변압기의 공진 모드를 나타내는 어드미턴스 궤적을 이용한 압전 변압기의 등가 회로 정수의 계산을 통해 등가 회로를 구성하였으며 무 부하시의 승압비를 계산하였다. 등가 회로를 이용하여 계산된 승압비의 결과를 유한 요소법을 이용한 결과와 비교하여 손실을 나타내는 등가 회로 정수(R)를 계산하였으며 유한 요소법에 의한 기계적인 진동 손실의 결과와 비교하여 계산된 저항(R)값의 타당성을 검증하였다.