• 제목/요약/키워드: 전산 구조동역학

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유한요소법을 이용한 고무 연결요소의 정-동강성 계수에 관한 연구 (Study on the Static and Dynamic Stiffness Coefficients of Rubbers Connector by Using Finite Element Method)

  • 박노길;박성태
    • 전산구조공학
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    • 제8권2호
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    • pp.103-113
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    • 1995
  • 고무 재질로 이루어진 차량 구조물의 연결요소에 대한 등가 강성계수는 차량 시스템 동역학 특성에 매우 민감하게 영향을 주므로 이에 대한 신뢰성있는 해석이 요구된다. 본 논문에서는, 고무의 역학 모델을 정하중 하에서는 유한 변형 및 Hook 모델로 그리고 동하중 하에서는 Voigt 모델로 가정하여, 연결요소의 등가 정-동강성계수를 유한요소법으로 해석하고자 한다. 실제 차량에 사용되고 있는 동일 모양의 방진고무들을 실험 평가한 결과 강성계수값들의 분산 정도가 심함을 알 수 있었다. 유한요소 해석에 필요한 고무 재질의 물성치의 신뢰성을 높이기 위하여 제품의 특정 방향 정특성 실험 데이타로부터 역으로 재질의 물성치를 규명하였다. 그 물성치로부터 원하는 방향에서의 강성계수를 산출하여 실험치와 비교하여 효용성을 보였다.

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멀티스케일 해석을 통한 고분자 나노복합재의 계면 상 두께와 열탄성 물성 도출 (Characterization of Thickness and Thermoelastic Properties of Interphase in Polymer Nanocomposites using Multiscale Analysis)

  • 최준명;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.577-582
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    • 2016
  • 본 논문에서는 나노입자가 삽입된 고분자 복합재에서 형성되는 계면 상의 정량적인 열탄성 물성을 계산과학적 접근으로 제시하였다. 균질해법이 적용된 유한요소모델과, 미시역학법에 의한 3상 복합재의 열탄성 이론, 그리고 분자동역학 전산모사법이 본 연구에 모두 적용되었고, 이를 유기적으로 연계한 멀티스케일 모델을 수립하였다. 특히, 제시한 유한요소모델과 분자동역학 기반의 나노복합재 모델로부터 각각의 인장하중에 따른 계면의 변형에너지 밀도를 도출, 이를 직접 비교하는 과정이 본 멀티스케일 해석 과정에 포함되었다. 이로써 주어진 온도 조건에 따른 나노입자 주변의 계면 상에 대한 탄성계수와 그 두께를 물리적 엄밀해로써 정량 도출할 수 있다. 이렇게 얻은 고분자 나노복합재의 연속체모델은 다시 미시역학 모델과 연계함으로써, 최종적으로는 광범위한 온도 조건에 의한 재료의 열탄성 거동 및 유리전이거동이 계면 상의 두께와 기계적 물성에 미치는 영향에 대해 분석, 평가하였다.

사고로 지면으로 추락낙하 충돌하는 고준위폐기물 처분용기에 대한 기구동역학 해석: 수치해석 (Rigid Body Dynamic Analysis on the Spent Nuclear Fuel Disposal Canister under Accidental Drop and Impact to the Ground: Numerical analysis)

  • 권영주
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.373-384
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    • 2013
  • 본 논문은 두 편으로 구성된 사고로 지면에 추락낙하 충돌하는 고준위폐기물 처분용기에 대한 기구동역학 해석 논문 중 두 번째 논문으로 기구동역학 해석에 대한 수치해석연구를 수행하였다. 이를 통하여 고준위폐기물 처분용기의 구조 안전성 설계에 요구되는 처분용기 처분 시 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력을 수치적으로 구하였다. 수치해석 연구의 주된 내용은 상용 기구동역학 해석코드를 이용하여 처분장에서 운송차량으로 처분용기 취급 시 사고로 추락낙하 하여 지면과의 충돌 시 처분용기에 발생하는 충격력을 구하는 기술적인 방법에 관한 것이며 이를 토대로 지면과 충돌 시 처분용기에 발생하는 충격력을 구하는 문제를 수치적으로 다루었다. 이렇게 수치적으로 구한 처분장에서 처분용기 운송 시 운반차량에서 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 처분용기에 발생하는 충격력을 분석한 결과 처분용기의 무게가 증가 할수록 충격력도 증가하며 처분용기는 추락낙하 하여 세 가지 유형으로 지면과 충돌함을 알 수 있었다.

Wire Rope Dynamics 기반의 조선용 탑재 크레인 동역학 시뮬레이션 (Dynamic Simulation of a Shipbuilding Erection Crane based on Wire Rope Dynamics)

  • 차주환;구남국;노명일;이규열
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.119-127
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    • 2012
  • 와이어 로프(wire rope)는 여러 가닥의 얇고 긴 철사를 감아서 밧줄과 같이 만든 것으로 굽힘과 비틀림 하중에 비해 축 하중에 더 크게 저항할 수 있는 특징을 가지고 있다. 해상 크레인, 갠트리 크레인, 크롤러 크레인 등과 같이 선박 또는 해양 구조물의 탑재를 위해 사용되는 조선용 탑재 크레인은 이러한 와이어 로프를 이용해 큰 중량의 블록들을 들거나 내리고 있다. 따라서 블록의 안전한 탑재를 위해서는 와이어 로프에 대한 동역학적 특성을 잘 파악해야 한다. 본 연구에서는 블록 탑재 시 크레인의 와이어 로프에 작용하는 장력과 비틀림 모멘트에 대한 계산식을 유도하고, 이를 기반으로 한 조선용 탑재 크레인의 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 개발된 시뮬레이션 방법이 실제 조선소의 안전한 블록 탑재 과정에 충분히 적용할 수 있음을 확인하였다.

공력 Buffet 하증을 고려한 헬리콥터 탐색등의 구조진동해석 (Structural Vibration Analysis of Helicopter Search Light Considering Aerodynamic Buffet Load)

  • 김요한;김동만;김동현;최희주;박용석;김종건
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.175-179
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    • 2008
  • In this study, computational structural vibration analysis of helicopter search light exposing unsteady buffet load have been conducted using combined advanced numerical methods. Unsteady CFD method based on Navier-Stokes equations is used to predict viscous buffet load due to flow separation effects. Full three-dimensional finite element model is constructed in order to conduct static and structural dynamic analyses of the search light model for two different typical flight speeds. Also, the correct performance of the search light can be physically estimated to examine the actual lighting area considering the effects of structural deformations.

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DES 난류모델 및 받음각 변화를 고려한 AGARD 445.6 날개의 천음속 플러터 응답 특성 (Transonic Flutter Characteristics of the AGARD 445.6 Wing Considering DES Turbulent Model and Different Angle-of-Attacks)

  • 김요한;김동현
    • 한국항공운항학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.27-32
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    • 2010
  • In this study, transonic flutter response characteristics have been studied for the AGARD 445.6 wing considering various turbulent models and several angle of attacks. The developed fluid-structure coupled analysis system is applied for flutter computations combining computational structural dynamics(CSD), finite element method(FEM) and computational fluid dynamics(CFD) in the time domain. The flutter boundaries of AGARD 445.6 wing are verified using developed computational system. For the nonlinear unsteady aerodynamics in high transonic flow region, DES turbulent model using the structured grid system have been applied for the wing model. Characteristics of flutter responses have been investigated for various angle of attack conditions. Also, it is typically shown that the current computation approach can yield realistic and practical results for aircraft design and test engineers.

지진기반 가진효과를 고려한MW 급 풍력발전기 타워의 구조진동 특성연구 (Structural Vibration Characteristics of a MW-Class Wind Turbine Tower Considering Earthquake Base Excitation)

  • 김동만;박강균;김동현;김수현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.616-620
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    • 2009
  • Modern wind turbines have been mainly erected in region where earthquake are rare or normally weak, especially Korea was thought as safety zone from earthquake. But recently, the earthquake occurs more and more frequently. So, the wind turbine design is required the structural and functional stability under the earthquake. The earthquake can influence normal operation, even if a weak earthquake. There are two ways to review the design under earthquake using Computer Applied Engineering (CAE). One is the Response Spectrum Analysis (RSA) the other is Time History Analysis (THA). In this research, dynamic response on time is obtained under the earthquake by taking into account ground accelerogram consistent with the relevant standards applied to the turbine foundation.

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고층건물의 풍하중 유발 진동해석 (Wind Load Induced Vibration Analysis for Tall Structure)

  • 김동현;김유성;김요한;김동만;이종욱
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.658-659
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    • 2009
  • In this study, fluid-induced vibration (FIV) analyses have been conducted for tall building structure. In order to investigate the aeroelastic responses of tall building due to wind load, advanced computational analysis system based n computational fluid dynamics(CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed. Fluid domains are modeled using the computational grid system with local grid deforming technique. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of tall structure for fluid-structure interaction (FSI) problems. Detailed aeroelastic responses and results are presented to show the physical phenomenon of the tall building.

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공력 Buffet 하중을 고려한 헬리콥터 탐색등의 구조진동해석 (Structural Vibration Analysis of a Helicopter Search Light Considering Aerodynamic Buffet Load)

  • 김요한;김동만;김동현;최희주;박용석;김종건
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권9호
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    • pp.870-875
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    • 2009
  • In this study, computational structural vibration analysis of helicopter search light exposing unsteady buffet load have been conducted using combined advanced numerical methods. Unsteady CFD method based on Navier-Stokes equations is used to predict viscous buffet load due to flow separation effects. Full three-dimensional finite element model is constructed in order to conduct static and structural dynamic analyses of the search light model for two different typical flight speeds. Also, the correct performance of the search light can be physically estimated to examine the actual lighting area considering the effects of structural deformations.

분자동역학을 이용한 나노 와이어의 역학적 거동 해석 (Analysis of Mechanical Behavior of Nanowire by Molecular Dynamics Simulation)

  • 이병용;조맹효
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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    • pp.433-438
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    • 2007
  • Mechanical behavior of copper Nanowire is investigated, An FCC Nanowire model composed of 1,408 atoms is used for NID simulation, Simulations are performed within NVT ensemble setting without periodic boundary conditions, Nose-Poincare MD algorithm is employed to guarantee preservation of Hamiltonian. Numerical tensile tests are carried out with constant strain rate, Stress-strain curve is constructed from the calculated Cauchy stresses and specified strain values, Non-linear behavior appears around $\varepsilon$=0.064, At this instance, starting of structural reorientations are observed.

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