• 제목/요약/키워드: 적응적 p-세분화

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적분형 르장드르 형상함수를 이용한 단일 수준 적응적 hp-체눈 세분화 (Single Level Adaptive hp-Refinement using Integrals of Legendre Shape Function)

  • 조준형;유효진;우광성
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.331-340
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    • 2010
  • 적응적 hp-세분화 기법과 그 기법의 효과적인 구성방법을 포함한 새로운 적응적 유한요소 알고리즘의 기초이론 및 적용이 이 연구를 통해 제시되었다. 적응적 hp-세분화 기초의 유한요소기법은 적분형 르장드르 형상함수와 요소별로 불균등한차수의 분배 및 비정형적인 절점연결과 관련된 연속조건을 만족시킬 수 있는 제약조건을 필요로 한다. 따라서 요소간의 접합부분에서 적응적 hp-유한요소망의 연속성이 중요한 문제로 대두된다. 이러한 문제를 요소경계에 연속성 제약조건을 절점연결 사상행렬을 적용하여 해결하였다. 또한, 적분형 르장드르 형상함수의 계층성질을 이용하여 제시된 알고리즘의 효율적 정식화 방안을 제시하였다. 간단한 캔틸레버문제가 h-세분화, p-세분화 그리고 hp-세분화 방법에 의해 계산되었다. hp-세분화의 결과는 다른 방식의 세분화에 비해 보다 빠른 수렴성을 보여 주는 것이 확인되었다. 그러므로 제시된 hp-세분화 알고리즘은 실제문제에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 생각된다.

휨을 받는 L-형 평판의 적응적 세분화를 위한 선택적 p-분배 (The Selective p-Distribution for Adaptive Refinement of L-Shaped Plates Subiected to Bending)

  • 우광성;조준형;이승준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.533-541
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    • 2007
  • 계층적 p-세분화를 위해 Zienkiewicz-Zhu 오차평가법이 약간 수정되었으며, 이 방법의 유효성을 보이기 위해 휨을 받는 개구부를 갖는 Reinssner-Mindlin $C^{\circ}$-평판에 적용하였다. 유한요소해석상의 적응적 체눈을 결정하는 단계는 초수렴 팻취 복구기법에 기초를 둔 사후오차평가자와 연계된 p-세분화에 의해 제안되었다. 요소내의 변위장을 정의하기 위해 적분형 르장드르 고차 형상함수가 사용되는 반면 복구응력을 보간하기 위해 파스칼의 삼각수에 기초를 둔 같은 차수의 고차다항식이 사용되는 이유로 수정 Z/Z 오차평가는 종래의 방법과 다소 차이를 보여준다. 가우스 적분점에서의 응력을 최적화하기 위해 필요한 다항식으로 표현되는 응력함수를 얻기 위해 최소제곱법이 사용되었다. 고정된 요소망에 거의 최적의 형상함수 차수의 분배를 찾기 위한 전략이 논의되었는데, 허용되는 정확도를 얻을 수 있을 때까지 각 요소마다 형상함수의 차수를 불균등하게 증가시키는 방법으로, 소위 최적의 선택적 p-분배를 자동으로 결정하도록 되어있다. 위의 사항들을 L-형 평판 해석에 적용한 결과, 적응적 p-체눈설계 단계가 진행됨에 따라 자유도의 증가에 따라 오차량은 급격히 감소되는 것을 알 수 있었고, 제안된 오차 지시자에 의한 적응적 p-체눈 세분화는 최적 p-분배 진행방향에 근접하는 것을 볼 수 있었다.

2차원 균열판의 p-적응적 유한요소해석을 위한 정규크리깅 보간법의 적용 (Application of Ordinary Kriging Interpolation Method for p-Adaptive Finite Element Analysis of 2-D Cracked Plates)

  • 우광성;조준형;박미영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.429-440
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    • 2006
  • 이 연구의 목적은 두 가지로 대별할 수 있다. 첫째는, 베리오그램 모델링에 기초를 둔 정규크리깅 보간법의 p-적응적 유한요소법으로의 적용성이다. 둘째는, 수정된 초수렴 팻취복구 기법을 사용한 사후오차평가기와 연계된 계층적 p-체눈 세분화의 적응적 유한요소 과정을 제시하는 것이다. 가중치를 부여한 보간기법중의 하나인 정규크리깅 방법은 가우스 적분점에서의 응력데이타로 부터 소위 준정해를 얻는데 적용된다. 가중치를 동일하게 가정하는 종래의 보간기법과는 달리 실험적 및 이론적 베리오그램을 작성한 후 보간을 위한 가중치를 결정하게 된다. 한편, 적응적 p-체눈 세분화는 해석영역의 각 체눈에서 p-차수를 만족할만한 정확도를 얻을 수 있도록 프로그램내에서 자동으로 사후오차평가를 통해 불균등 또는 선택적으로 증가시킨다. 수정된 초수렴 팻취복구기법을 검증하기 위해 극한치를 사용한 새로운 오차평가기가 제안된다. 제안된 알고리즘의 정당성은 선형탄성파괴역학의 대표적 문제들인 중앙균열판, 일변균열 및 양변균열 해석을 통해 테스트되었다.

3차원 계층적 육면체 고체요소에 의한 p-적응적 해석 (p-Adaptive Analysis by Three Dimensional Hierarchical Hexahedral Solid Element)

  • 우광성;조준형;신영식
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.81-90
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    • 2008
  • 이 논문에서는 적분형 르장드르 다항식을 사용한 3차원 계층적 고체요소의 유한요소 정식화를 보여준다. 제안하는 육면체 고체요소는 절점, 변, 면, 그리고 내부모우드를 포함한은 4개의 서로 다른 모우드로 구성되어 있다. 영에너지 모우드와 일정변형률 조건을 확인하기 위해 고유치 시험과 조각시험이 수행되었다. 여기에 추가되어, 적응적 p-유한요소해석을 위해 유한요소해석으로부터 구한 후처리 응력값의 평활화에 기초를 둔 사후오차평가 기법이 연구된다. 자유도가 증가함에 따라 수렴속도측면에서 균등 p-분배와 불균등 p-분배에 의한 유한요소해의 차이점이 비교된다. 제안된 요소의 성능을 보이기 위해 간단한 캔틸레버보가 테스트되었다.

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적응적 p-Version 유한요소법에서 정규 크리깅에 의한 응력복구기법 (Stress Recovery Technique by Ordinary Kriging Interpolation in p-Adaptive Finite Element Method)

  • 우광성;조준형;이동진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4A호
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    • pp.677-687
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    • 2006
  • 크리깅 보간법은 지구통계학 분야에 주로 사용되는 보간법의 하나이다. 이 방법은 실험적 베리오그램과 이론적 베리오그램의 작성과 크리깅 보간법의 정식화에 관한 연구를 포함하고 있다. 종래의 응력복구를 위한 최소제곱법과 대조적으로, 가우스적분점에서의 응력데이타로부터 준정해를 얻기 위해 가중 최소제곱법에 기초를 둔다. 즉, 동일한 가중치를 사용하는 종래의 방식들과는 달리 가우스적분점에서의 응력값의 보간을 위하여 베리오그램 모델링을 통한 가중치가 결정된다. 한편, 분할된 요소망에 Zienkiewicz와 Zhu에 의해 제안된 SPR기법에 기초를 둔 사후오차평가를 통해 p-차수를 균등 또는 선택적으로 증가시키는 자동체눈 방식이 도입되었다. 이 방법의 정당성을 보기위해 인장력을 받는 개구부를 갖는 평판문제를 해석하였다. 또한, 기존의 최소제곱법과의 비교를 통한 크리깅보간법의 정당성을 보여 주었다.

수정 SPR 기법에 의한 휨을 받는 평판문제의 적응적 p-체눈 세분화 (p-Adaptive Mesh Refinement of Plate Bending Problem by Modified SPR Technique)

  • 조준형;이희정;우광성
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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    • pp.481-486
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    • 2007
  • The Zienkiewicz-Zhu(Z/Z) error estimate is slightly modified for the hierarchical p-refinement, and is then applied to L-shaped plates subjected to bending to demonstrate its effectiveness. An adaptive procedure in finite element analysis is presented by p-refinement of meshes in conjunction with a posteriori error estimator that is based on the superconvergent patch recovery(SPR) technique. The modified Z/Z error estimate p-refinement is different from the conventional approach because the high order shape functions based on integrals of Legendre polynomials are used to interpolate displacements within an element, on the other hand, the same order of basis function based on Pascal's triangle tree is also used to interpolate recovered stresses. The least-square method is used to fit a polynomial to the stresses computed at the sampling points. The strategy of finding a nearly optimal distribution of polynomial degrees on a fixed finite element mesh is discussed such that a particular element has to be refined automatically to obtain an acceptable level of accuracy by increasing p-levels non-uniformly or selectively. It is noted that the error decreases rapidly with an increase in the number of degrees of freedom and the sequences of p-distributions obtained by the proposed error indicator closely follow the optimal trajectory.

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Reissner-Mindlin 평판의 hp-Version 유한요소해석 (hp-Version of the Finite Element Analysis for Reissner-Mindlin Plates)

  • 우광성;이기덕;고만기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.151-160
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    • 1993
  • 본 논문에서는 Reissner-Mindlin 평판이론에 근거한 계층적 $C^{\circ}$-평판요소가 제안되었다. 적분형 르장드르 형상함수에 근거한 계층요소를 제안하는 이유는 종래의 h-version 유한요소법의 개념 을 사용하여 전단구속 효과등에 대한 해의 정확도 및 수치안정성을 확보할 수 있는 요소를 만드는데 여전히 어려움이 수반되기 때문이다. 적응적 체눈 p-세분화와 선택적 형상함수 차수 p의 분포를 사용하는 hp-version 유한요소법을 사용하여 내부주변은 자유단의 개구부를 갖고, 외부주변이 단순지지된 L-형 평판해석을 수행하였는데 종래의 h-version 유한요소법에 비해 우월한 수렴성과 전단구속을 피할 수 있는 등의 알고리즘 효율성을 보여 주고 있다.

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서로 다른 형태의 지방산 투여가 훈련된 흰쥐의 지구성 운동수행력, 안정시기와 운동스트레스 시기의 에너지 기질, Insulin 호르몬과 Lipase 활성에 미치는 영향 (The Effects of Different Type of Triglyceride Supplements on Exercise Performance Time, Energy Substrates, Insulin Hormone and Lipase Activity in the Trained Rats)

  • 곽이섭
    • 생명과학회지
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    • 제17권3호통권83호
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    • pp.368-374
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    • 2007
  • 본 연구는 장기간의 수영훈련을 마친 통제 훈련군, MCT 투여 훈련군 및 LCT 투여 훈련군에서 지구력 운동수행력과 장기간의 훈련 안정시기 및 운동스트레스 부여시기(실험동물이 상당한 스트레스를 느끼는 160분간의 강제수영)에서 에너지 기질의 변화, 인슐린 호르몬, 및 Lipase 효소의 활성화를 함께 비교하여, 만약 투여 훈련군에서 높은 운동수행력이 나왔다면 이것이 어느 에너지 기질 및 피로물질과 연관되는지 혹은 인슐린 호르몬과 지방분해 효소인 Lipase 효소와는 어떠한 연관이 있는지를 규명하여 지구성 운동수행력에 훈련과 투여효과를 과학적으로 검증하는 데에 연구목적이 있었다. 본 연구에서 사용된 실험동물은 평균체중 140-155 g의 Sprague-Dawley계 횐쥐 수컷으로(7 wk), SPF (Specific Pathogen Free: 특정병원체 부재동물)를 대한바이오링크에서 분양 받은 후에 D대학교 실험동물 사육실에서 사육하였다. 실험동물은 총 54마리를 환경적응과 적응훈련을 포함하는 총 9주간의 훈련을 거친 후 크게 세 그룹으로 나누어 비 투여 그룹 18마리, MCT 투여그룹 18마리, LCT 투여그룹 18마리로 구분하였고 각 그룹에서 안정 시기 6마리와 160분간의 운동 스트레스 시기 6마리 및 지구력 운동수행력시기(survival test) 6마리로 세분화 하여 분석하였다. 본 연구의 결과로 일반적인 지방 형태인 LCT의 투여는 추가적인 체중증가를 일으켰고, 운동수행력의 증가도 가져왔다. 하지만 같은 강도의 운동 부하에 대해서 운동 시 활용되는 지방의 형태인 지방산의 동원이 상대적으로 적었고, 운동증료시기에도 많은 양이 TG의 형태로 존재함을 알 수 있었다. 그리고 운동종료 시 피로물질인 젖산의 축적량이 증가하였고, 지방산화 효소인 Lipase 활성도도 크게 증가하지 않으면서 오히려 인슐린 호르몬을 증가시켜 많은 양의 에너지를 제공하여 지구력 운동 수행에는 도움을 주지만 효율성이 떨어짐을 알 수 있었다. 하지만 MCT의 투여는 인슐린 호르몬의 증가를 일으키지 않으면서 lipase 효소의 활성도를 증가시키고, 젖산 축적을 적게 하면서 유리지방산의 동원을 원활하게 하여 운동 지속시간을 상당히 연장했음을 알 수 있었다. 그리고 TG의 축적을 적게 일으키면서 체중의 감소도 나타났다. 이러한 결과를 통하여 장기간 지구성 운동시 추가적인 에너지 공급을 위해 MCT를 투여하는 것이 운동 수행력의 증가는 물론, 에너지 기질의 활성화를 도모하고 피로물질의 축적을 적게 일으켜, 효율적인 에르고게닉에이드로 권장된다. 뿐만 아니라 에너지 효율성을 증가하여 추가적인 지방축적을 일으키지 않기 때문에, 체중증가를 우려할 필요가 없으며, 오히려 많은 지방을 에너지로 사용하기 때문에 에너지 효율성의 면에서 운동만 한다면 다이어트에도 도움이 되리라 생각한다.

교정형 대혈관 전위증의 수술적 치료 (Operative Treatment of Congenitally Corrected Transposition of the Great Arteries(CCTGA))

  • 이정렬;조광리;김용진;노준량;서결필
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권7호
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    • pp.621-627
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    • 1999
  • 배경: 본 연구에서는 교정형 대혈관전위증으로 양심실교정이 가능하여 개심술을 시행받은 65례의 환아를 대 상으로 질환의 해부학적 특성, 수술방법 및 결과를 분석하였다. 대상 및 방법: 1984년부터 1998년 9월까지의 교정형 대혈관전위증으로 양심실교정을 받은 65례의 환자들을 대상으로 하였으며 주로 환자의 의무기록을 참조하여 후향적으로 동반기형에 따른 수술법의 차이 및 각각의 수술법에 따른 합병증등 단기 및 중장기 성 적을 분석하였다. 결과 평균 연령은 5.4$\pm$4.8세(2개월~18세)이었으며 남:녀비는 39:26이었다. 형태로는 {S,L,L}이 53례{I,D,D}가 12례였다. 폐동맥 협착이나 폐쇄가 동반되지 않았던 경우가 13례(20%)였으며 심실 혹은 심방중격결손증과 폐동맥 협착증이 동반된 경우가 26례(40%)였고 심실중격결손증과 폐동맥 폐쇄증이 동반된 례가 26례(40%)였다. 술전 경도이상의 삼첨판막 폐쇄부전을 보인 환자는 38.5%(26/65)였다. 완전교정 술전 단락술은 22명의 환자에서 24차례 시행하였다. 교정술의 방법으로 폐동맥심실유출로 협착이 없던 13례 에서는 7례에서 심실 혹은 심방 중격결손증만을 폐쇄하였고, 3례에서 삼첨판막치환술을, 3례에서 좌심실을 체순환으로 사용하는 중복치환술(Senning+Rastelli, Senning+REV, Senning+ASO)을 시행하였다. 심실,혹은 심방 중격결손증과 폐동맥 협착이 있던 26명의 환자에서는 24례에서 우심실을 체순환으로 사용하는 기존의 방법 (Rastelli술식 9례, 심실중격결손증 폐쇄후 폐동맥판막절개술 7례, REV형 술식 4례, 중격결손 폐쇄후 폐동맥 판막하 근육절제가 3례, 삼첨판막치환술이 1례)으로 수술하였으며 2례에서 중복치환술(Senning+Rastelli, Mustard+REV)을 시행하였다. 심실중격결손증과 폐동맥폐쇄증이 있었던 26명의 환자에서는 18명에서 심실중 격결손증을 폐쇄하고 Rastelli술식을 시행하였고, 7례에서 중복치환술(Senning+Rastelli)을 시행하였으며, 1례는 심실중격결손증을 폐쇄하고 REV형 술식을 시행하였다. 술후 추적 기간동안 우심실을 체순환으로 사용한 환 자들에서의 삼첨판막폐쇄부전은 술전 평균 1.3$\pm$1.4도에서 2.2$\pm$1.0도로 통계적으로 의미있게 증가하였다 (p<0.05). 그러나 중복치환술을 시행받은 환자들은 술후 삼첨판막의 폐쇄부전의 증가가 없었다. 술전 완전 방 실차단을 보인 환자는 2례(3.1%)있었으며 술후 새롭게 발생한 완전방실차단은 7례(10.8%)있었다. 술후 기타 장,단기 합병증으로는 폐동맥심실유출로도관(conduit) 재협착이 10례, 혈전증(판막: 2례, 인조혈관: 1례, 폐동 맥: 1례)이 4례, 2주 이상의 지속적 흉관배액이 4례, 유미흉이 3례, 출혈에 의한 재수술이 3례, 기타 급성 신 부전, 종격동염, 횡경막신경 마비가 각각 2례씩 있었으며, 중복치환술을 받은 환자들과 전통적 술식으로 수 술받은 환자에서 술후 합병증의 차이는 없었다. 65명의 환자를 평균 54$\pm$49개월(0~177개월)간 추적관찰하였 으며, 수술 초기에 사망한 환자는 13명으로 20.0%(13/65)의 수술사망율을 보였으며 3명의 환자가 추적기간중 사망하여 24.6%(16/65)의 전체사망율을 보였다. 중복치환술을 받은 환자의 수술사망율은 33.3%(4/12)였다. 술 후 1년, 5년, 10년 누적생존율은 각각 75.0$\pm$5.6%, 75.0$\pm$5.6%, 69.2$\pm$7.6%였다. 가장 흔한 사망원인으로는 술 후 저심박출증후군으로 8례였으며 삼첨판막 폐쇄부전이 심해져 심부전으로 사망한 경우도 5례로 사망의 중 요 원인이었다. 결론 저자들은 본 연구를 통하여 기존의 형태학적 우심실을 체순환으로 사용하는 방법과 형태학적 좌심실을 체순환으로 사용하는 해부학적 교정법인 중복치환술중 어느 것이 우월하다고 결론지을 수는 없었으나 해부학적 교정술이 삼첨판막의 폐쇄부전의 진행을 막을수 있다는 면에서 이점이 있으리라 사 료되며 보다 세분화된 적응증의 결정과 아울러 장기적인 추적관찰 및 비교가 필요하리라 생각된다

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