• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.155-160
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• 2021

메타물질은 자연발생 물질에서 발견되지 않는 특성을 만들 수 있는 여러가지 요소들의 복합체로, 힘의 방향을 변환하거나, 음의 강성을 만들거나, 진동 및 충격 특성을 바꿀 수 있다. 제작이 용이하고, 수직방향의 진동과 충격을 저감시키는데 탁월한 성능을 지닌 우드파일 메타물질의 경우, 충격 저감을 위해 충격 전달에 영향을 끼치는 변수에 대한 기초 연구가 필요하다. 최근 기하학적 요소에 따른 충격저감에 대해 연구가 진행되고 있지만, 재료적 변수가 충격저감에 끼치는 영향에 대한 연구는 미흡하다. 본 논문에서는 우드파일 실린더의 기하학적 특성(적층각도, 직경, 길이)과 재료적 특성(탄성계수, 비중, 포아송 비)을 변수화하여 유한요소해석이 진행되었다. 유한요소해석을 통해 우드파일 실린더가 충격을 전달하는 양상을 확인하고, 주효과도 분석을 통해 충격 힘과 에너지의 저감에 대한 변수 별 영향이 고찰되었고, 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 주파수 대역에 대한 분석이 진행되었다. 충격 힘과 진동을 저감시키기 위하여 실린더의 접촉 면적에 영향을 주는 변수들이 크게 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제15권4호
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• pp.37-42
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• 2002

면외전단하중(anti-plane shear loading)을 받는 기능경사 압전 세라믹 무한 스트립(functionally graded piezoelectric ceramic strip)의 상하 양쪽 끝단의 중앙에 평행하게 존재하는 유한한 크기의 균열(Griffith crack)에 대한 특이응력(singular stress)과 전기장(electric field)을 선형 압전 이론(theory of linear piezoelectricity)을 이용하여 결정한다. 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용하여 복합적분 방정식을 구성하며, 이를 제2종 Fredholm 적분 방정식(Fredholm integral equation of the second kind) 으로 표현한다. 또한 응력세기계수(stress intensity factor)와 에너지 해방률(energy release rate)에 대한 수치 결과를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권8호
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• pp.1253-1260
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• 2001

Transient thermal analysis of a three-dimensional axisymmetric automotive disk brake is presented in this paper. Temperature fields are obtained using a hybrid FFT-FEM scheme that combines Fourier transform techniques and finite element method. The use of a fast Fourier transform algorithm can avoid singularity problems and lead to inexpensive computing time. The transformed problem is solved with finite element scheme for each frequency domain. Inverse transforms are then performed for time domain solution. Numerical examples are presented for validation tests. Comparisons with analytical results show very good agreement. Also, a 3-D simulation, based upon an automotive brake disk model is performed.

• 한국전자파학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.239-245
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• 1996

외부 전자파펄스에 의해 여기되어지는 두 개의 선로 구조 전송선에 대한 시간 영역 응답을 시간 영역 유한 차분 (FDTD) 기법을 이용하여 분석하였다. 외부 전자파는 TEC cell을 이용하여 생성시켰다. 주파수 영역에서 측정한 실험치를 역푸리에변환을 통해 시간 영역의 값으로 바꾼 후 시간 영역의 수치해석 결과와 비교하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.427-435
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• 2008

본 논문에서는 3차원 임의 형태 도체 구조의 과도 산란 해석을 위한 결합 적분방정식(CFIE)의 안정된 MOT(Marching-On in Time) 방법을 제안한다. 결합 적분방정 식은 전장 및 자장 적분방정식의 선형적인 결합으로 구성된다. 공식의 전개 과정에서 전방 및 후방, 그리고 중앙 유한 차분을 포함시켜 일반화된 식을 구성하며, 파라미터에 의하여 유한 차분의 종류를 선택할 수 있다. 적분방정식에서 시간에 대한 미분 항을 중앙 유한 차분법으로 근사시키고, 그 외의 시간 의존 항을 평균치로 표현하였을 때, 도체로부터의 과도 산란해는 가장 안정되고 정확하였다. 중앙 유한 차분법을 적용한 MOT 기법에 의한 해를 기존의 방법과 주파수 영역 결합 적분방정식(FD-CFIE)으로부터 얻은 결과의 역 푸리에 변환과 비교한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1595-1611
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• 1994

본 논문에서는 전자파의 전파현상의 불연속모델로서 시간영역 유한 차분법의 수치적 성질이 연구된다. 시간 공간의 차원에서 막스웰 방정식을 개구리뜀 근사식으로 나타내므로 수치적인 특성과 의존 영역의 항으로 전자파의 전파현상을 모사한다. 시간영역 유한차분법의 수치적모사과정이 기하학적으로 설명된다. 개구리뜀 근사법의 채용으로 인한 수치적인 분산현상이 예시된다. 개구리뜀 근사법을 기초로 한 시간영역 유한차분법은 원래 계산 결과만을 산출하는 모델이 아니고 묘사적인 모델이므로 전자파 전파현상에 대한 몰리적인 현상을 묘사할 뿐만 아니라 이러한 묘사직언 결과로부터 푸리에 변환을 통하여 주파수 영역에서의 결과를 추출할 수 잇는 매우 유연한 수치해석 방법이다. 그래서 본 수치해석 방법을 이용하여 WR-28과 WR-90 도파관의 E-평면 휠터와 인턱티브 아이리스의 특성성분적 결과를 포함시킨다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.138-149
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• 2000

본 논문에서는 유한 고체내 초음파 전파 및 산란 현상의 해석을 위한 다양한 경계요소 모델링 기법이 제시되었다. 박판 재료내 유도초음파 전파에 대한 모드해석을 위해 비균질 적충 박판 구조물에 대한 탄성동역학 경계치 문제가 설정되었으며 이에 대한 수치해로부터 유도초음파의 전파특성을 나타내는 분산곡선이 얻어졌다. 파동 산란시 발생되는 기하학적 복잡성과 모드변환 문제를 수치적으로 모델링하기 위해 탄성 동역학 경계요소법을 적용하였고 이를 박판내 유도초음파의 이론적 직교 모드의 중첩해와 결합시킨 혼합형 경계요소법으로 확장하여 유한 고체내 다중 모드변환의 효율적 모델링법이 제안되었다. 주파수 영역의 수치해로부터 시간 의존 문제의 파동신호 예측을 위해 역 푸리에(Fourier) 변환을 통한 시간 영역 파동산란 신호가 얻어졌다. 이와 함께 실제 초음파 탐상조건에 보다 가까운 파동산란 문제의 모델링을 위해 3차원 경계요소법을 소개하고, 개발중인 3차원 경계요소 프로그램을 이용하여 유한 직경을 갖는 봉재내의 파동 전파를 수치적으로 해석하여 해석해와 비교 검증하였다. 본 논문에서 제시된 탄성파동 모델링 기법은 정량적 비파괴 평가법을 확립하는데 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.334-340
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• 2003

Exponential window function Is widely used In impact hammer testing to reduce leakage error as well as to get a good S/N ratio. The larger its decaying rate is, the more effectively the leakage errors are reduced. But if the decay rate of the exponential window is too large, the FRF is distorted. And the modal parameters of the system can not be exactly identified by modal analysis technique. Therefore, it is a difficult problem to determine proper decay rate in impact hammer testing. In this paper, amount of the FRF distortion caused by exponential window is theoretically uncovered. A new circle fitting method is also proposed so that the modal parameters are directly extracted from impulse response spectrum distorted by the exponential-windowed impulse response data. The results by the conventional and proposed circle fitting method are compared through a numerical example.

• 소음진동
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• 제7권4호
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• pp.637-644
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• 1997

In this paper, a method of finite element analysis is presented for efficient calculation of vibration characteristics of not only simply interconnected structure with cyclic symmetry but also multiply interconnected structure with cyclic symmetry by using discrete Fourier trandform by means of a computer with small memory in a short time. Simply interconnected structure means it is composed of substructures which are adjacent themselves in circumferential direction. First, a mathematical model of multiply interconnected structure with cyclic symmetry is defined. The multiply interconnected structure is partitioned into substructures with the same goemetric configuration and constraint eqauations to be satisfied on connecting boundaries are defined. Nodal displacements and forces are transformed into complex forms through discrete Fourier transform and then finite element analysis is performed for just only a representative substructure. In free vibration analysis, natural frequencies of a whole structure can be obtained through a series of calculation for a substructure along the number of nodal diameter. And in forced vibration analysis, forced response of whole structure can be achieved by using inverse discrete Fourier transform of results which come from analysis for a substructure.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권9호
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• pp.702-708
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• 2002

The spectrum of impulse response signal from an impulse hammer testing is widely used to obtain frequency response function(FRF). However the FRFs obtained from impact hammer testing have not only leakage errors but also finite record length errors when the record length for the signal processing is not sufficiently long. The errors cannot be removed with the conventional signal analyzer which treats the signals as if they are always steady and periodic. Since the response signals generated by the impact hammer are transient and have damping, they are undoubtedly non-periodic. It is inevitable that the signals be acquired for limited recording time, which causes the errors. This paper makes clear the relation between the errors of FRF and the length of recording time. A new method is suggested to reduce the errors of FRF in this paper. Several numerical examples for 1-dof model are carried out to show the property of the errors and the validity of the proposed method.