• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.727-735
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• 2006

본 논문에서는 선행논문(김 등, 2005)을 확장하여 다절점 케이블요소를 포함하는 보-기둥 요소의 기하학적 비선형성에 대해서 논의하기로 한다. 먼저 이를 위해서Hermitial 다항식을 형상함수로 채택하고 보-기둥요소의 2차 효과를 포함하는 접선강도행렬에 다절점 케이블-트러스 요소에 대한 접선강도 행렬을 추가하여 전체좌표계에 대한 접선강도행렬을 구성하고 하중증분법에 의한 유한요소 해석과정을 제시한다. 이렇게 새로이 개발된 다절점 케이블-트러스 요소를 포함하는 뼈대 구조물의 기하학적 비선형성과 그 타당성을 검증하기 위하여 IPS(Innovative Prestressed Support) 시스템의 기하학적 비선형 해석을 실시하고 이의 결과를 선형탄성해석의 결과와 비교한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.319-326
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• 2006

본 논문에서는 가정응력장과 수정된 형상함수를 이용한 새로운 8절점 hybrid/mixed 평면응력요소를 제시하였다. 가정응력장은 비적합 변위모드로부터 유도하였으며, 이는 요소의 찌그러짐에 대한 민감도를 완화시켜준다. 그리고 Cartesian 좌표계에서 9절점 등매개변수 요소와 동일한 조건하에서 2차 변위를 정확히 보간하도록 수정한 형상함수를 사용하였다. 제시한 8절점 hybrid/mixed 평면응력요소(HQ8-$14{\beta}$)의 수치해석에 대한 정확성과 효율성을 검증하기 위해 기존의 참고문헌들과 비교, 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 제시한 요소는 요소가 왜곡된 경우를 포함하여 우수한 성능을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.237-247
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• 2011

현수교의 초기평형상태를 결정하기 위한 개선된 초기부재력법을 제시한다. 먼저 현수교의 주케이블과 행어가 만나는 절점에서 힘의 평형조건을 이용하여 초기평형상태를 결정한 뒤, 이 때 계산된 주 케이블의 절점좌표와 각 케이블 부재의 무응력장을 입력 값으로 하여 초기부재력을 도입한 비선형 해석을 수행하였다. 일반적인 초기부재력법의 경우 각 단계에서 계산된 부재력을 통하여 케이블의 무응력장을 재산정하지만, 본 연구에서는 각 케이블 부재의 무응력장을 매 계산 단계에서 고정된 값으로 취한다. 2차원 및 3차원 현수교 모델에 공통적으로 적용할 수 있다. 수치예제 결과 값의 비교를 통하여 연구의 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.649-654
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• 2004

A physically simple but mathematically cumbrous problem of rotating heavy chain with one fixed top point is studied. Nonlinear equation of its two-dimensional shapes of relative equilibrium is obtained and solved numerically. A linear case of small displacements is analyzed in terms of Bessel functions. The qualitative and quantitative behavior of the problem is discussed with the help of bifurcation diagram. Dynamics of the two-dimensional model near the equilibrium positions is studied with the help of simulation using the absolute nodal coordinate formulation (ANCF). The equilibriums are found instable, and the reason of instability is explained using a variational principle.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1750-1752
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• 1996

모멘트법을 적용한 임의 형태 구조의 전자파 수치해석시 Rao에 의해 제시된 삼각형 표면 벡터 전개함수가 많이 사용된다. 이 경우 스칼라 적분식과 벡터 적분식이 나타나는데, 면적 좌표계가 도입되기 때문에 적분과정이 복잡해진다. 또한 구현시는 삼각형의 절점 정보 뿐만 아니라 쌍을 이루는 삼각형 번호의 데이터를 미리 입력하여야 하는 번거로움이 뒤따른다. 이를 극복하고자 본 논문에서는 삼각형 영역 자체에서 적분을 수행함으로써 적분식의 수를 2/3로 줄였으며, 삼각형의 쌍을 이루는 절점 정보로부터 적을 수행할 수 있도록 하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제38권2호
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• pp.110-118
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• 2002

본 논문에서는 무요소 이론을 정식화하였고 이를 이용한 1차원 및 2차원 EFG 프로그램을 Visual Basic과 C언어를 이용하여 작성해 보았다. 그리고 각각의 EFG 수치해석의 예를 작성된 프로그램을 이용하여 해를 구하였다. 해석결과는 다른 문헌의 결과와 일치하였으며 해석결과에서 나타나듯이 무요소 해의 정도는 영향영역의 비례축소인자 dmax와 가중함수의 종류, 절점 배치형태에 의해 좌우된다는 사실을 알 수 있었다. 특히 1, 2차원 EFG 해석결과에서 가장 최적의 해를 보이며 정해(exact solution)에 가장 근접한 조건은 dmax = 2 이고 가중함수가 3차 Spline형일 때로 나타났으며 유한요소법과 마찬가지로 절점의 수가 많을 수록 그리고 절점을 균일하게 배치할수록 높은 정도를 나타내는 것을 알 수 있었다. 특히 2차원의 경우 3차 Spline형 이외의 다른 가중함수를 사용할 경우에 상당히 큰 오차를 나타내는 점은 1차원 EFG 해석의 결과와는 다른 점이었지만 그 외 대부분 같은 결과를 나타내었다. 1차원에서 절점을 임의로 배치한 경우는 비교적 균일하게 배치한 경우가 해에 근접하는 형태를 나타내었으며 절점 간격이 상대적으로 적은 곳에서 큰 오차를 나타내었다. 그리고 절점을 임의로 선택할 때 변위가 모두 ‘0’의 값을 가지는 경우를 볼 수 있는데, 이는 화면상의 좌표계산에서 생긴 미소한 오차가 절점들에 의해 반복됨으로서 발생하는 것으로 보인다. 또한 탄성계수 값이 클 경우 dmax 에서 계산이 제대로 수행되지 못하는 경우가 있는데, 이는 수치가 double형의 크기를 초과하기 때문인 것으로 보인다. 결과에서 나타나듯이 무요소법에서 적당한 가중함수와 비례축소 인자를 사용하면 정해에 가까운 우수한 해를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 비록 프로그래밍 과정이나 이론의 정식화가 유한요소법에 비해 상당히 어려운 점은 있으나 무요소법은 요소의 정보를 필요치 않으므로 사용자 입장에서는 매우 편리할 것이다. 앞으로 경계조건을 효과적으로 만족시키는 문제를 해결하고 효과적인 알고리즘이 개발된다면 실용적으로 유한요소법을 대신할 수 있는 좋은 대안이 될 수 있을 것이라 생각된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.96-102
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• 1983

복사 형상계수를 계산하는 새롭고도 간단한 수치적 방법이 개발되었다. 유한선분 적분법은 윤 곽적분을 이용하며, 윤곽은 유한한 수의 선분으로 구성된 것으로 가정한다. 미소면적으로부터 유한면적까지의 복사 형상계수는 적분로 상의 절점의 좌표값에만 관계되며, 전자 계산기에 쉽게 프로그램 될 수 있다. 가우스의 적분을 이용하여 두 유한 면적사이의 복사 형상계수를 구한다. 미소 면적에서 원판까지, 두 개의 평행원판 사이, 및 두 개의 직사각형 사이의 복사 형상계수를 구하여 엄밀해와 비교하여 유한선분 적분법의 정확성이 우수함을 보였다. 단위구와 단위 정사 각형에서 타원체까지의 보가 형상계수의 값도 구하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.754-755
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• 2010

본 논문에서는 선형 유한요소법과 동역학적 해석방법을 연계하여 유연 다물체 보의 거동을 해석하였다. 이 방법은 절대 절점 좌표계를 사용하였고, 몇 가지 수치 예제를 해석해 본 논문에서 설명하는 선형 유한 요소법과 동역학적 연계 해석방법의 타당함을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권5호
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• pp.114-121
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• 2004

Recently, the finite element absolute nodal coordinate formulation (ANCF) was developed for the large deformation analysis of flexible bodies in multi-body dynamics. This formulation is based on the finite element procedures and the general continuum mechanics theory to represent the elastic forces. In this paper, a computation method of dynamic stress in flexible multi-body dynamics using absolute nodal coordinate formulation is proposed. Numerical examples, based on an Euler-Bernoulli beam theory, are shown to verify the efficiency of the proposed method. This method can be applied for predicting the fatigue life of a mechanical system. Moreover, this study demonstrates that structural and multi-body dynamic models can be unified in one numerical system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.788-791
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• 2005

Nodal displacements are referred to the Initial configuration in the total Lagrangian formulation and to the last converged configuration in the updated Lagrangian formulation. This research proposes a relative nodal displacement method to represent the position and orientation for a node in truss structures. Since the proposed method measures the relative nodal displacements relative to its adjacent nodal reference frame, they are still small for a truss structure undergoing large deformations for the small size elements. As a consequence, element formulations developed under the small deformation assumption are still valid fer structures undergoing large deformations, which significantly simplifies the equations of equilibrium. A structural system is represented by a graph to systematically develop the governing equations of equilibrium for general systems. A node and an element are represented by a node and an edge in graph representation, respectively. Closed loops are opened to form a spanning tree by cutting edges. Two computational sequences are defined in the graph representation. One is the forward path sequence that is used to recover the Cartesian nodal displacements from relative nodal displacements and traverses a graph from the base node towards the terminal nodes. The other is the backward path sequence that is used to recover the nodal forces in the relative coordinate system from the known nodal forces in the absolute coordinate system and traverses from the terminal nodes towards the base node. One closed loop structure undergoing large deformations is analyzed to demonstrate the efficiency and validity of the proposed method.