• 제목/요약/키워드: 정적 공탄성 해석

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큰 가로세로비를 가지는 날개의 대변형 효과를 고려한 비선형 정적 공탄성 해석 (Nonlinear Static Aeroelastic Analysis of a High-Aspect-Ratio Wing with Large Deflection Effects)

  • 유재한;이인;임인규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.31-36
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    • 2006
  • 본 연구에서는 천음속미소교란 및 대변형 보 이론을 이용하여 대변형이 발생되는 가로세로비가 큰 날개의 비선형 정적 공탄성 해석 시스템을 개발하고 검증하였다. 유체/구조간 직접 연계를 위하여 구조 격자에서 유체 격자로의 변위의 변환은 보 유한 요소 모델에 사용된 형상 함수를 유체 격자에서 구조 격자로의 힘의 변환은 일 등가 하중의 개념을 사용하였다. 그리고 이러한 날개의 정적 공탄성 해석 시, 이론적으로 TSD 공기력 사용의 타당성을 보였다. 또한 본 연구에서의 검증은 직접 연계된 공탄성 시스템의 효율적인 힘/변위 변환 기법의 검증을 포함한다.

자유후류기법을 이용한 무힌지 로터 시스템의 정지비행시 정적 공탄성 해석 (Static Aeroelastic Analysis of Hingeless Rotor System in Hover Using Free-Wake Method)

  • 유승재;임인규;이인;김도형;김덕관
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.156-162
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    • 2008
  • 본 연구에서는 자유후류기법을 이용하여 복합재 무힌지 로터 블레이드에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 1차원 보의 거동을 해석하기 위하여 대변형 보 이론이 적용되었다. 또한, 복합재 블레이드의 단면 해석을 위하여 이방성 보 이론이 적용되었다. 공탄성 해석에 필요한 공력 하중들은 와류격자법(VLM)에 기초한 3차원 공기력 모델을 통하여 계산되었다. 이때, 정지비행시의 후류는 순차적 시간 적분 자유후류법을 통하여 묘사되었다. 복합재 무힌지 로터 블레이드의 정적 변형에 대한 해석 결과를 2차원 준정상 공기력과 경험후류기법을 통한 해석 결과들과 비교하여 살펴보았다. 결과적으로, 정지비행시 후류 효과에 의해 정적 변형의 결과가 달라짐을 확인하였다.

전산유체/전산구조 연계 방법을 사용한 항공기날개의 정적 공탄성 해석 (Static Aeroelastic Analysis for Aircraft Wings using CFD/CST Coupling Methodology)

  • 최동수;전상욱;김병곤;박수현;이동호;이경태;전승문;조맹효
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.287-294
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    • 2007
  • 전산유체와 전산구조 연계 방법을 사용하여 하부에 외부 장착물이 부착된 초음속 비행체의 날개에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 전산유체와 전산구조의 연계를 위하여 두 개의 사상 알고리즘, 즉 압력 사상 알고리즘과 변위 사상 알고리즘이 사용되었다. 공력해석은 날개주위의 유동장을 구하기 위하여 비정렬 3차원 오일러 방정식을 이용하였고 구조변위를 구하기 위하여 유한요소해석 프로그램을 사용하였다. 연계 절차는 특정 수렴조건을 만족할 때까지 반복 수행되며, 전형적인 초음속 비행체 날개에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하여 수렴된 날개 형상을 얻었다.

정적해석 모델링기법

  • 김선환
    • 전산구조공학
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    • 제4권1호
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    • pp.4-10
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    • 1991
  • 본 고에서는 FEM 프로그램 사용시 주의하여야 할 사항과 흔히 범하기 쉬운 오류에 대하여 기술하고자 한다. 본 고에서는 정적선탄성해석에 대한 것만을 다루었으며, 본 고의 내용은 참고문헌 중 C. Meyer가 편집한 "Finite Element Idealization"에서 인용한 것이다.

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지진특성에 따른 비선형 정적해석법의 적용성 (Applicability of Nonlinear Static Procedures with Earthquake Property)

  • 신동규;곽효경
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.174-177
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    • 2011
  • 비선형 정적 해석법(NSPs)은 최근 구조물의 지진해석방법으로서 그 사용성을 인정받고 있다. 비선형 정적 해석법은 직관적으로 구조물의 지진해석을 수행할 수 있는 등의 장점으로 빌딩구조물의 지진해석법으로 널리 사용되고 있지만, 기본 진동모드에 의해서 구조물의 거동이 지배되지 않는 구조물의 경우에는 그 사용성에 대한 연구가 매우 제한적이다. 이를 개선하기 위한 고차모드의 기여분을 반영할 수 있는 비선형 정적 해석법들이 제시 되었지만, 교량 구조물에 사용함에 있어서는 여전히 지진의 특성에 따라 그 사용성 및 신뢰성이 크게 변화하는 문제가 발생한다. 이 논문에서는 지진의 특성을 고려할 수 있는 두가지 지수를 제시하고, 이를 이용하여 비선형정적 해석법의 적용성을 사용단계에서 알아 낼 수 있는지에 대한 연구를 진행하였다.

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유전자 알고리즘을 이용한 복합재료 날개의 정적 공탄성 최적화 (Static Aeroelastic Optimization of a Composite Wing Using Genetic Algorithm)

  • 김동현;이인
    • Composites Research
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    • 제13권2호
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    • pp.61-71
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    • 2000
  • 오늘날 항공기의 경량화를 위해 복합재료를 사용하는 것은 필수적인 설계 및 제작 요건이 되고 있다. 복합재료로 제작된 날개는 적층각에 따라 구조적 특성이 심하게 변화될 수 있기 때문에 설계시 최적의 적층각을 결정하는 것이 매우 중요한 문제이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 날개의 적층각에 대한 정적 공탄성 최적화 연구를 수행하였다. 이를 위해 공력하중에 대한 복합재료 날개의 구조 평형상태를 구할 수 있는 정적 공탄성(하중재분포) 해석시스템을 개발하였으며, 유전자 알고리즘을 활용한 최적화 프로그램이 통합 개발되었다. 후퇴각이 있는 복합재료날개에 대하여 적층각 변화가 정적 공탄성 변형에 미치는 영향을 고찰하였으며, 구조 변형이 최소가 되는 경우의 최적 적층각 조건을 구하였다. 이를 토대로 실제 제작에 실용적인 적층각 조합에 대하여 정적 공탄성 특성을 최대화 할 수 있는 최적 적층각 조건이 제시되었다.

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노스리지 지진하의 강 뼈대 구조물에 대한 사례 연구

  • 김기동
    • 전산구조공학
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    • 제11권1호
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    • pp.46-57
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    • 1998
  • 노스리지 지진하의 모멘트 저항 강 뼈대 구조물에 대한 사례연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 탄성과 비탄성 동적해석 방법의 신뢰도가 구조물의 동적거동의 모형화에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었고 구조물의 동적거동의 모형화를 위한 보다 개선된 지침과 기준의 필요성이 부각되었다. 2) 비탄성 횡방향 정적해석은 6층높이의 건물까지는 비탄성동적해석과 유사한 결과를 보였으나 10층 이상의 건물에서는 고차 모드 효과를 고려하지 못하여 상당히 상이한 결과를 나타냈다. 3) 응답스펙트럼 해석은 노스리지 지진하에서 탄성 시간이력 해석에 비하여 100%까지 상이한 결과를 보였다. 특정지진에 대한 구조물거동의 상세조사시 응답 스펙트럼 해석 대신 시간이력해석을 수행하는 것이 바람직하다. 4) 탄성 부재력의 저항능력 비와 소성 회전각 등의 거동지수 등은 현존하는 건물의 연결부 손상을 검사하기 위한 지침을 마련하는데 도움을 줄 수 있지만 특정 연결부를 검사에서 배제시키는 유일한 근거로 사용되어서는 안될 것으로 판단된다.

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3차원 정적 집중하중을 받는 복합 탄성 케이블의 정적 해석 (Analytic Investigation of Multi-Component Elastic Cables under 3-D Concentrated Static Loads)

  • 최윤락
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.193-198
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    • 2014
  • An elastic cable with piecewise constant properties under the action of concentrated static loads is studied analytically. Analytic solutions for catenary cables are combined at the discontinuous points caused by the discontinuous elastic properties or concentrated loads. The application of the boundary conditions at both ends of the multi-component cable results in three algebraic non-linear equations for three unknown parameters, which are determined numerically. The solutions for the shape, tension, elongation, and cross-sectional contraction of the cable are expressed in closed forms. Some examples are given for cases of two- and three-dimensional loads.

정적 공탄성 해석과 최적화 문제에서의 동적 격자의 효용성 (Efficiency of Dynamic Mesh in Static Aeroelastic Analysis and Design Optimization Problem)

  • 김병곤;전상욱;전용희;김정화;이동호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.87-93
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    • 2007
  • 항공기 설계를 할 때에는 CFD를 이용한 해석 과정을 수반하는 것이 일반적이다. 그러나 CFD 해석은 많은 계산 시간과 비용이 소요되는데 동적 격자를 이용하면 다양한 모델의 해석 시 격자의 재구성 과정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 공탄성 해석처럼 격자를 갱신하면서 해석을 수행하는 경우, 설계 모델의 최적화 과정과 같이 다양한 격자를 구성해야 하는 경우에 동적 격자를 사용하면 전체 해석 시간을 줄일 수 있으므로 효율적인 해석이 가능하다.

객체지향기법을 적용한 평면 정적 탄성 접촉 경계요소법 (An Object-Oriented Programming for the Boundary Element Method in Plane Elastostatic Contact Analysis)

  • 김문겸;윤익중
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.121-131
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    • 2011
  • 본 논문에서는 경계요소법으로 평면 탄성 접촉문제를 해석하기 위하여 객체지향기법을 이용하여 프로그램을 구성하였다. 개발된 프로그램의 상세는 UML을 통하여 기술함으로써, C++로 구현된 프로그램이 일반적인 객체지향기법을 통해 구현될수 있도록 하였다. 개발된 프로그램은 접촉해석의 비선형성과 모퉁이 문제를 포괄할 수 있도록 추상화된 객체로 구현되었다. 접촉해석에 관련된 객체의 상세를 기술하였으며, 수치해석 예제를 통하여 개발된 프로그램의 정확성을 검증하였다.