• 기계저널
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• 제20권3호
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• pp.211-217
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• 1980

탄성학문제의 엄밀해는 응력의 평형방정식과 변형의 적합조건식 또는 이들을 조합한 탄성의 기 초방정식을 만족하며, 주어진 경계조건을 만족하는 해를 구해야 하겠지만, 문제에 따라서는 그 엄밀해를 구하기가 곤란하거나 또는 아주 복잡하므로 엄밀해에 가까운 근사해를 구하는 것이 편리할 때가 있다. 본강좌에서는 극소 energy 정리와 ritz의 근사계산법을 결합하여 탄성문제의 근사해를 구하는 방법을 설명하고자 한다. 강좌의 처음에는 삼차원에서의 변형 energy와 외력의 일(work)을 유도하고, 이들 사이의 관계로부터 일반국소 energy 정리를 정의한 다음 이 정리가 실제문제에 어떻게 응용될 수 있는가를 보이는 응용예를 주로하여 진행해 보려한다. 이때의 응 용예로 서는 재료역학에서 이미 눈에 익은 기초적 문제를 주로 다루어 보려한다. 재료역학에서의 탄성문제의 해는 정정인 문제와 불정정인 문제를 따로 분류하며, 불정정인 문제의 해는 정역학의 평형방정식과 변형의 적합방정식을 연립으로 하여 해결하든가, 중첩법을 적용하므로서 일반적 으로 상당히 복잡한 해가 되는 것이 보통인데, 본강좌에서 기술하는 방법은 정정 불정정의 문 제를 구별할 필요가 없이 같은 방법이 적용되며 어떤 면에서는 불정정의 문제가 정정의 문제보다 그 해가 간편히 구해질 수 있다는 장점이 있는 것이다.

• 기계저널
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• 제30권3호
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• pp.246-251
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• 1990

마이크로폴라 탄성이론은 다른 마이크로연속체(microcontinuum) 이론에 비해 적용이 간단하며, 실제 많은 물리적인 현상을 규명하는 데 다양하게 이용할 수 있다. 특히 고전 탄성이론에 의해 적절하게 해결될 수 없는 덤벨(dumbell) 분자로 이루어진 물체, 액체 결정체(liquid crystals), 과립상(granular)의 분자로 구성된 물체와 복합 섬유재료(composite fibrous materials) 등은 마 이크로폴라 탄성이론에 의해 잘 해결될 수 있다. 또한 마이크로폴라 탄성이론은 고체 내에서의 파의 전파(propagation)와 분산(dispersion), 구멍 주위의 응력집중과 외부 하중을 받는 물체에 있어 균열끝에서의 응력 분포 등의 고체역학 문제들은 물론이고, 경계층(boundary layer), 난 류(turbulence), 유체 유동의 불안정(instability)과 표면장력 현상 등의 유체역학에서의 복잡한 문제들을 해결하는 데에도 이용할 수 있다. 마이크로폴라 탄성이론은 고전 탄성이론에 비해 상 대적으로 새롭고 미개척 분야이긴 하지만 이론의 기반이 확고하기 때문에 앞으로의 회전응력 측정장치의 개발을 통해 미소구조의 영향을 고려해야 하는 많은 문제들을 해결하는데 큰 기여를 할 것으로 전망된다.

• 대한수학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.543-566
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• 2001

이차원 선형 탄성방정식을 소개하고 약한 형식 타원성을 보여준다(P-1)순응 유한요소를 사용할 때 나타나는 잠김현상을 설명하고 그 해결책으로서 비순응 유한요소법과 penalty 항을 가진 혼합문제, 일계 최소자승법 등을 소개한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.535-541
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• 2010

본 연구에서는 정상상태의 비선형 열탄성 문제에 대하여 탄성 계수 및 열전도 계수에 대해서 보조변수법을 이용한 연속체 기반의 설계민감도 방정식을 유도하였고, 온도와 변위장이 연성된 보조방정식을 정의하여 효율적으로 설계민감도 해석을 수행하여 위상 최적설계에 적용하였다. 수치 예제를 통하여 열탄성 문제에서 위상 최적설계가 갖는 요소망 의존성을 살펴보았다. 또한 열 하중이 지배적인 경우와 기계적 하중이 지배적인 경우를 비교하여 다중 물리 연성문제에서 위상 최적설계가 갖는 하중에 대한 의존성을 고찰하였다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.396-397
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• 2022

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 선형 탄성문제에 대한 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 실용적인 공학문제에 대한 많은 최적설계 문제에서는 초기의 데이터가 CAD 모델로부터 주어지는 경우가 많다. 그러나 대부분의 설계 최적화 도구들은 유한요소법에 기초하고 있기 때문에 설계자는 이에 앞서 CAD 데이터를 유한요소 데이터로 변환해야 한다. 이 변환과정에서 기하 모델의 근사화에 따른 수치적 오류가 발생하게 되고, 이는 응답 해석뿐만 아니라 설계민감도 해석에 있어서도 정확도 문제를 발생시킨다. 이러한 점에서 등기하 해석법은 형상 최적설계에 있어서 유망한 방법론중 하나가 될 수 있다. 등기하 해석법의 핵심은 해석에 사용되는 기저 함수와 기하 모델을 구성하는 함수가 정확히 일치한다는 것이다. 이러한 기하학적으로 정확한 모델은 설계민감도 해석 및 형상 최적설계에 있어서도 사용된다. 이로 인해 높은 정확도의 설계민감도를 얻을 수 있으며, 이는 설계구배 기반의 최적화에 있어서 매우 중요하게 작용한다. 수치 예제를 통하여 본 논문에서 제시된 등기하 해석 기반의 형상 최적설계 방법론이 타당함을 확인하였다. 본 논문에는 등기하 해석법을 이용하여 선형 탄성문제에 대한 형상 최적설계 하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.158.2-158.2
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• 2005

• 기계저널
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• 제22권1호
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• pp.40-52
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• 1982

복합재료의 개발.실용과 더불어 야기되는 문제중에서, 특히 복합재료가 기계나 구조물에 사용될 경우에는 가장 긴요한 문제는 역시 강도, 특히 파괴와 관련된 강도문제가 되겠다. 균질재료의 파괴거동(취성파괴, 피로파괴, 환경파괴등)을 탄성학적으로 파헤치고, 또한, 나아가서는 파괴를 미연에 예방하는 탄성설계에의 적용에 이르기까지 체계화된 파괴역학을 복합재료의 파괴거동해 석이나 강도설계에 적용시켜 보자는 시도는 일찍부터 이루어져 왔었으나, 탄성적인 이질재료가 결합하는 데서 오는 수학적인 해석사이 난점으로 말미암아 파괴역학적 해석의 기초가 되는 능 력확대계수 K의 해석에서 아직까지는 답보상태에 머물고 있는 것이 현실이다. 여기에서는 복합 재료의 파괴에 파괴역학을 적용시킴에 있어서의 기초적인 사항들을 논하고, 지금까지의 이러한 방향의 연구예들을 정리해 보면서 파괴역학적인 복합재료파괴문제연구에 참고로 삼을가 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.213-221
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• 2013

이 논문에서는 반무한 고체영역의 표면에서 측정한 변위응답의 시간이력으로부터 유한요소망 연속기법을 이용해 탄성파 속도의 공간적 분포를 추정하는 역해석 문제를 소개한다. 반무한 영역에서의 역해석을 위해서는 해석 대상이 되는 유한영역의 경계에서 파동의 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 유한영역의 경계면에 perfectly-matchedlayers(PMLs)라는 수치적 파동흡수층을 도입하였고, PML을 경계로 하는 유한영역에서 역해석 문제를 정의하였다. 이 문제를 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 표현하였으며, 라그랑주 승수법에 기초한 비구속 최적화 기법에 의해 탄성파속도의 최적 분포를 결정하였다. 해의 정확도와 수렴성을 높이기 위해 유한요소망 연속기법을 도입하여 점진적으로 밀도가 증가하는 유한요소망에 대해 연속적으로 역해석을 수행하였다. 1차원 예제들을 통해 유한요소망 연속기법을 이용한 역해석으로부터 탄성파속도의 분포를 정확히 추정할 수 있음을 확인하였으며, 측정 응답에 노이즈가 존재하는 경우에도 제안한 역해석 기법은 목표 탄성파속도 분포에 근사한 결과를 도출하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.213-223
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• 1997

탄성파의 변형 및 응력계산에 관한 연구는 비파괴검사를 비롯하여 광범위한 공학분야에서 중요한 역할을 하고 있다. 특히 파형의 산란문제가 많은 연구자들에 의해 다양한 방법으로 연구되고 있다. 실린더 또는 구와 같은 간단한 형상을 지닌 산란체에 대하여, 정상상태 탄성파의 산란문제의 해석은 해석적 기법을 이용한 연구가 가능하다. 하지만 임의의 형상을 갖는 산란체 또는 다수의 함유체에 대한 해석에는 수치해석방법이 요구된다. 예를 들면, 무한요소법 또는 Global-Local 유한요소법이라고 하는 혼성 유한요소법과 같은 특수한 유한요소법등이 개발되고 있다. 최근에는 경계요소법을 사용한 산란문제의 해석에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다수의 임의의 형상을 갖는 함유체, 공동 또는 크랙을 포함하고있는 무한고체에서의 일반적인 탄성동력학 문제를 해석하기 위해 새롭게 개발된 체적적분 방정식법을 소개한다. 또한 경계요소법을 사용하여 탄성파의 산란문제에 대한 수치해석을 수행하였으며, 이의 결과를 체적적분 방정식법의 결과와 비교 검토 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권1호
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• pp.69-79
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• 2001

다수의 이방성 함유체를 포함하는 등방성 무한고체에서 이들 이방성 함유체에 의한 탄성파의 산란문제 해석을 효과적으로 수행할 수 있는 새로은 수치해석 방법으로 체적 적분방정식법을 제시하였다. 체적 적분방정식법에서는 등방성 무한고체에서의 Green 함수만 구할 수 있으면 이방성 함유체에서의 Green 함수를 구하지 않고서도 탄성파 산란문제 해석이 가능해지는 장점이 있다. 이 방법은 임의의 형상을 갖는 다수의 이방성 함유체가 포함된 일반적인 탄성동역학 문제 해석에도 적용이 가능하다. 한 개의 직교이방성 함유체가 등방성 무한기지에 포함된 무한고체에서 직교이방성 함유체에 의한 종과(P파) 및 횡파(SV파) 산란문제 해석을 통하여, 체적 적분방정식법이 일반적인 이방성 함유체가 포함된 무한고체에서의 탄성파 산란문제 해석에 있어 정확하고 효과적인 수치해석 방법임을 입증하였다.