• 전산구조공학
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• 제3권4호
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• pp.91-104
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• 1990

사각형 판 유한요소의 정적 성능을 여러 가지 문제에 대한 수치 실험을 통해 비교 분석하였다. Kirchhoff이론과 Mindlin이론에 근거한 변위요소, 평형요소, Mixed 또는 Hybrid요소들을 대상으로 문헌조사를 통해 우수요소를 선정하였으며 사각형 판 문제, 마름모형 판 문제, 원형 판 문제, 외팔보형 판 문제를 다양한 격자, 경계조건에 대해 풀어 해를 비교하였다. Kirchhoff요소에서는 12자유도요소로 Armanios의 요소, 24 자유도 요소로 Watkins요소의 거동이 우수하였으나 전반적으로 Mindlin요소에 비해 거동이 떨어진다. Mindlin요소 중에서는 Hinton의 요소가 효율성, 수렴성, 신뢰성의 면에서 가장 우수하나 마름모형 판 문제나 뒤틀린 격자 문제등에서는 거동이 좋지 않으므로 계속 연구할 필요가 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.58-65
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• 1992

본 논문에서는 물체표면을 겹 3차 B-Spline 방법에 의하여 표현하고, 특이점세기를 겹선형으로 근사하는 고차판요소법을 이용하여 몰수체에 대한 조파저항을 계산하였다. 여기서 Neumann-kelvin 문제는 쏘오스분포법과 법선다이폴분포법에 의하여 해석되었다. 고차 판요소법에 의하여 계산된 결과는 Hess & Smith가 사용한 최저차 판요소법 결과와 비교하였으며, 고차 판요소법의 수렴도는 보통 판요소법보다 훨씬 좋은 것으로 나타났다. 그러나, 고차 판요소법에 의하여 계산된 조파저항도 최저차 판요소법에 의한 것과 마찬가지로 낮은 Froude 수에서는 해석해와의 차이를 보이고 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.627-630
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• 2011

강바닥판 교면포장의 파손방지를 위하여 윤하중을 받는 강박스형 강바닥판의 변형도를 조사하였다. 이를 위하여 강바닥판과 거더는 쉘요소, 포장은 고체요소로 각각 모델링하고 정밀유한요소해석을 수행하였다. 탄성비, 포장의 두께, 그리고 방수층의 두께 및 물성치 변화에 따른 교면 포장된 강바닥판의 계면, 포장상면 그리고 포장 두께에서의 교축, 교직 그리고 중력방향에 대한 변형도를 측정하였다. 그 결과 방수층의 두께 및 물성치의 변화에 대해 강바닥판과 포장은 거의 영향을 받지 않았고, 대체적으로 포장의 두께가 강바닥판과 포장사이의 탄성비보다 포장의 변형에 더 기인하는 것으로 나타났다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.95-100
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• 2008

대칭 및 비대칭 적층판의 거동을 연구하기 위하여 가변형률과 고차전단변형이론을 바탕으로 4절점 판 유한요소(HSA4)를 개발하였다. 개발된 판 요소는 적층 판의 두께 방향으로 나타나는 전단변형의 포물선 분포를 고려하기 위하여 Reddy의 고차전단변형이론을 도입하였다. 특히 전단변형을 고려한 판 요소에서 발생하는 전단과대현상을 해결하기 위하여 가변형률을 채용하였다, 본 연구를 통하여 개발한 판요소는 고차전단변형이론을 도입하여 각 절점당 7개의 자유도를 가지므로 요소전체에 28개의 자유도로 판의 변형을 표현하게 된다. 개발된 유한요소의 성능을 검증하고 우수성을 보여주기 위해 다양한 두께를 가지는 대칭 및 비대칭 적층 판에 대한 수치해석을 수행하였으며 그 결과를 다른 고차전단변형이론에 의해 도출된 참고해들과 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.141-148
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• 1999

변위 근거 유한요소해석을 사용하는 대부분의 위상 최적화 기법은 요소의 안정성 부족으로 인하여 체스판 무늬가 주기적 형태로 반복하여 설계영역 내부에 나타난다. 본 연구에서는 선형요소를 이용하면서 최적화 알고리즘의 안정성에 영향을 주지 않고 간단하게 모든 최적화 알고리즘에 이용 가능한 체스판무늬 형성 방지책을 개발하였다. 본 연구의 체스판무늬 형성 방치책에서는 먼저 각 선형요소를 구성하는 절점들의 부치분율을 설계변수로 선정하고, 요소내부의 부피분율을 설계변수로 표현하기 위한 선형 보간함수로 선형요소들의 형상함수를 선정하였다. 그리고, 설계변수와 등가 재료상수와의 상관 관계식은 평균장 근사이론을 이용하여 균질화된 재료에 벌칙인자가 도입된 관계식을 이용하였다. 또한, 본 연구에서는 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 위상 최적화문제를 해석하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권1호
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• pp.7-18
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• 1992

실험으로 측정란 변위와 3차원 경계면 요소를 도입하여 판 구조물과 지반의 상호 작용문제를 해석한 수직변위를 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 경계면 요소를 도입하므로써 판 구조물과 지반 모두를 유한요소로 분할하여 상호작용문제를 해석할 수 있다. 2. 경계면 요소를 도입하므로써 판 구조물과 지반 상호작용문제의 해석에서 지반반력 계수를 필요로 하지 않는다. 3.경계면 요소를 도입하므로써 판 구조물과 지반 상호작용문제의 해석에서 지중의 변위를 구하기 위한 후처리 과정이 필요 없다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.349-359
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• 2001

본 논분은 평판구조물의 동적 시간이력해석을 수행하기 위하여 개발된 사절점 판요소에 대하여 기술하였다. 이 요소는 두꺼운 판에서 발생하는 횡전단 변형효과를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도달하였다. 알려진 바와 같이 RM가정을 바탕으로 개발된 판요소가 얇은 판에 적용되면 전단강성 과대현상(,Shear Locking Phenomenon)을 일으키는데 이를 개선하기 위하여 본 연구에서는 가변형도법을 이용한 대체변형도를 자연좌표계에 준하여 명시적으로 유도하였다. 개발된 저차 판요소는 중앙 차분법을 이용한 명시적인 동적 해석 알고리즘에 적용되었으며 이때 판의 대각질량행렬은 특별집중질량법을 사용하여 형성하였다. 개발된 판의 성능은 수치예제를 통하여 평가하고 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 1992

지반을 반무한 탄성체로 가정할 때 판과 지반간의 접촉압력을 유한요소법으로 해석하는 방법은 크게 두 가지로 생각할 수 있다. 그중 가장 직접적인 방법은 판과 지반을 모두 요소로 분할하는 방법이다. 즉 판은 평판요소로 지반은 유한한 범위에서 입체요소로 분할하는 방법을 말한다. 이 방법은 지반의 강성도행렬이 과대해지고 만약 상부구조가 판이 아닌 큰 규모의 구조물일 경우에는 전체강성도행렬이 너무 커지고 강성도행렬의 대폭도 대단히 커지게 되어 실용적 방법이라 할 수 없다. 또 한 가지 방법은 반무한 탄성체의 표면에 집중하중이 작용하는 경우에 대한 Boussinesq의 해를 이용하여 지반전체를 한개의 요소로 취급하는 방법이다. 이 방법을 택할 경우에는 판과 지반의 총접촉절점수와 같은 차수인 유연도행렬의 역을 구해야 한다. 더구나 유연도행렬은 대폭이 행렬의 차수와 동일하고 비대칭이므로 그 역을 구하는 것이 결코 실용적이라 할수 없다. 본 연구에서는 역행렬을 구하는 과정을 회피하는 한가지 방법으로 접촉절점에서의 접촉압력을 먼저 구하여 반력분포를 결정한 다음 상부구조와 지반의 변위 및 응력을 개별적으로 구하는 방법을 사용한다. 이 방법은 Cheung 등이 최초로 사절점 직사각형요소에 대하여 이론상으로만 제안한 것이나, 판의 절점위치에서의 등가접지압이 일정한 지배영역에 등분포한다고 가정하고 있다. 본 연구에서는 8절점 등매개변수요소를 이용하여 곡선경계의 요소분할이 가능하도록 하였고 판의 한 요소와 접하는 지반영역을 Gauss 적분의 가중값과 통일한 넓이의 소영역들로 분할하여 각 소영역에 Gauss 적분점에서의 접지압이 등분포한다고 보고 계산한 점이 다르다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.147-158
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• 2004

많은 장점을 가진 복합재료를 사용한 보강판에 대하여 지금까지 많은 연구자들이 변위법에 근거한 등매개변수 평판 요소와 보요소를 결합한 유한요소법을 사용하여왔다. 이러한 유한요소법은 보요소를 평판 요소의 절점에 대한 강성으로 치환하기 때문에 보강재에 대한 국부적인 거동을 파악할 수 없으며 복합적층 구조인 경우 그 적용성이 제한적이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 보강판의 해석에 있어 보강재 및 판에 대하여 3차원 쉘요소를 사용하여 거동을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 Reissner-Mindlin의 1차 전단변형이론을 사용하였다. 그러나 Reissner-Mindlin이론에 의한 등매개변수 평판 휨 요소는 판의 두께가 얇아지는 경우 일반적으로 전단잠김현상과 가상의 제로에너지 모드가 발생하는데 이를 제거하기 위해 대체전단변형률장을 사용하였다. 폭-두께비, 형상비 뿐만아니라 경사판의 경사각 변화에 따른 임의방향 보강재를 갖는 단순지지된 복합적층 구형 및 경사판에 대한 처짐분포를 비교 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.25-32
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• 1988

본 연구에서는 8절점 28자유도를 갖는 사각형 고차 판 유한 요소를 면내고차 변위를 고려하여 3차원 연속체로부터 유도하였다. 요소매트릭스들은 판의 운동방정식으로부터 Galerkin 가중잔차법으로 유도하고 감차적분을 수행하여 구하였다. 고차 판 유한요소를 이용하여 판의 처짐해석과 자유진동해석을 수행한 결과 판의 두께와 경게조건에 관계없이 매우 정확한 결과를 나타내었다.