• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.20 no.3
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• pp.11-20
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• 2021

In this paper, the approximately coupled method of finite element method and boundary element method to obtain efficient and accurate analysis results is proposed for a two-dimensional elasto-static problem with a geometrically abruptly changing part. As the finite element of a two-dimensional problem, three-node and four-node plane stress element is applied, and as the boundary element of a two-dimensional problem, three-node boundary element is applied. In the modeling stage, firstly, an entire analysis target object is modeled as finite elements, and then a geometrically abruptly changing part is modeled as boundary elements. The boundary element is defined using the nodes defined for modeling finite elements. In the analysis stage, finite element analysis is firstly performed on a entire analysis target object, and boundary element analysis is automatically performed afterwards. As for the boundary conditions at boundary element analysis, displacement conditions and stress conditions, which are the results of finite element analysis, are applied. As a numerical example, the analysis results for a two-dimensional elasto-static problem, a plate with a crack, are presented and investigated.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.6
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• pp.79-85
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• 2000

본 논문에서는 사질토 지반에 일정기간 계속하여 증가되는 단계별 하중이 작용할 때 발생할수 있는 지반의 밀도화 현상을 hyperbolic model의 매개변수 변화를 고려한 방법으로 유한요소법에 의한 수치적 침하해석에 반영해 주었다. 이를 위해 사질토의 상대밀도별 삼축압축실험을 실시하여 매개변수를 산정하였으며, 이를 토대로 각각의 상대밀도의 변화에 따른 매개변수값을 Lagrange의 다항식 수치보간법으로 프로그램에 반영하였다. 또한 유한요소프로그램 내에서 요소의 체적을 계산하고 체적의 변화를 상대밀도 개념으로 접근함으로서 지반의 밀도화를 프로그램내에서 모사할수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 해석 프로그램에 의한 지반의 밀도화현상의 모사 결과를 실내 모형기초재하실험에 의하여 비교 분석해 본 결과 기존의 해석 보다 향상된 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

• Journal of the KSME
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• v.24 no.4
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• pp.275-283
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• 1984

유한요소기법은 원만한 온도변화를 갖는 이동경계문제에 대해 적용할 수 있음을 설명하였다. 상변화가 일어나는 요소에서 어느 한 시간 단계에 변화할 수 있는 온도의 범위는 상변화 온도 구간 보다 적어야 원만한 수치해를 얻을 수 있음을 소개하였다. 잠열의 효과를 엔탈피의 온도에 대한 변화율로 처리하여 열용량 행렬을 계산할 수 있음을 설명하였다. 급격한 변화를 갖는 온 도분포를 수치적으로 근사해를 구할 때 나타나는 파동형상은 연속적인 변수를 부분적으로 근사 해를 가정 하는데서 포함되는 오차에 기인한다. 따라서 이러한 급격한 변화의 변수를 취급하는 기법이 요구된다. 상변화를 수반하는 이동경계문제는 물의 결빙금속의 열처리, 용접, 고체연료의 연소 등에서 많이 접하게 되나 전문적인 프로그램이 없으므로(저자가 조사한 바에 의하면) 온 도분포를 요구하는 문제에서는 이의 선결이 요망되고 있다. 특히 구조해석문제에서 시간에 따라 온도조건이 변화는 경우가 많아 온도분포에 대해 따로 계산하고 그 후 구조해석을 하는 방법이 있으나, 이는 상변화와 같은 물성의 큰 변화가 없는 경우에만 가능하다. 따라서 상변화가 있는 문제에서 열탄성(thermo-elasticity)이나 열탄소성(thermoelasto-plasticity)해석을 하기 위해서는 이동경계와 구조해석을 동시에 하여야 한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.5
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• pp.573-580
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• 2007

This paper presents the numerical estimation of the fatigue life for the frame box's welded parts of the marine vessel engine S60MC-C. The time-variations of the effective stresses at the critical points during a piston cycle are computed through the finite element analysis, by applying the dynamic loadings that were analytically derived in the previous paper. The fatigue lives of the welded parts are estimated by making use of the hot-spot stress extrapolation and the Palmgren-miner cumulative damage rule.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1991.04a
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• pp.23-27
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• 1991

각종 홀 (음악홀, 극장, 사무실건물)의 공조 덕트계에는 미로형소음챔버가 설 치되는 경우가 많다. 이러한 소음장치를 건물내부에 설치하는 경우에는 건물 설계단계에서부터 소음챔버로 인한 감음양(투과손실 : Transmission Loss)의 예측계산이 중요하다. 그렇지만, 일반적인 소음장치는 그 형상이나 내표면의 흡음조건이 아주 복잡하기 때문에, 현단계에서는 간단한 이론만으로 투과손 실예측이 거의 불가능하다. 지금까지 이 문제에 대해서 유한요소법(Finite Element Method : FEM)을 이용해 검토한 예가 종종 소개되었으나, 대부분 소음챔버의 입구와 출구에서의 임의의 점에 대한 음압비를 투과손실로서 구 하고 있다. 그러나, 소음기자체의 실질적인 투과손실특성을 알기 위해서는 소음기의 입력 파워에 대한 출력파워의 비로서 구하지 않으면 안된다. 따라 서, 본 연구에서는 유한요소법에 의한 복소음향인텐시티(Complex sound intensity)의 수치계산법을 각종소음기 (팽창형, 미로형)의 투과손실해석에 적 용하기 위하여 이론적인 면에서 고찰했으며, 프로그램도 개발하여 모델해석 에 적용하였다. 또한, 위에서 언급된 수치해석법의 타당성의 검증을 위하여, 측정에 의한 투과손실예측방법으로서 크로스스펙트럼(Cross Spectrum)법에 의한 음향인텐시티계측법의 이용에 대해서 이론적으로 고찰했으며, 그 이론 을 기초로 한 축척 모형실험을 병행하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1993.10a
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• pp.107-111
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• 1993

본 논문에서는, 특히 고효율에 따른 소음 증가문제를 해결하기 위해 실험계획법을 이용한 머플러를 설계하였고, 설계단계에서부터 시뮬레이션 검증을 통해 효율을 고려한 저소음 머플러 설계가 가능하도록 머플러의 형상을 유한요소법에 의해 모델링한 후에, 소음해석 PACKAGE인 SYSNOISE를 이용하여 전달손실(TRANSMISSON LOSS) 해석을 해석하였고, 유동해석 PACKAGE인 PHONEMICS를 이용하여 압력손실을 최소화함으로써, 효율 및 소음측면에서 기존머플러보다도 더 우수한 머플러를 설계할 수 있는 PROCEDURE를 개발하였다. 이에 따라 차후 머플러내의 냉매유동특성과 소음특성을 동시에 고려한 머플러가 설계가능하리라 생각한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1062-1066
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• 2004

암반 내에 공동을 굴착하여 LPG 혹은 원유를 저장하는 경우 공동에서의 지하수 유입량은 공동상부의 수압과 공동내의 가스압과의 관계를 파악할 수 있는 정량적인 지표가 된다. 공동내의 유입량은 되도록 일정하게 유지되는 것이 굴착등의 시공단계와 공동 운영 및 유지관리면에서 유리하며, 유입량의 급증 혹은 급감이 일어나는 경우는 그 원인을 조기에 규명하여야 한다. 이를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 지하저장공동의 유입량 해석에 있어서는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사유되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수원하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막 시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였고, 이를 지하저장공동이 위치한 A기지에 적용하여 상부경계조건인 지하수위의 변화, 수막공 주입압 등에 따른 공동내의 유입량과 공동저장압과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과를 지하저장공동의 운영 및 유지관리에 활용될 수 있도록 수식화하여 제시하였다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.34 no.3
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• pp.76-84
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• 1997

At the initial design stage, for rapid evaluation of strength of ship structures, finite element analysis using beam elements is carried out in general. In beam modeling of ship structures, brackets are usually represented by rigid elements to simplify the analysis. Extent of rigid ends, which is called as a span point, can be determined from the three kinds of view points, i.e., bending, shearing and axial deformation. In this paper, a 2-dimensional novel beam element is developed and a method to replace the 3-dimensional analysis with 2-dimensional analysis is proposed. The developed novel beam element named rigid-ended beam element can consider the effect of three kinds of span points within one element, which was impossible in modeling with the ordinary beam element. Calculated results for the portal frame using the rigid-ended beam element agree with the results using membrane elements. And also, the proposed semi 3-dimensional analysis method which includes two step analysis using influence coefficients shows good accuracy. Structural analysis using the rigid-ended beam element and the semi 3-dimensional method is revealed to have good computing efficiency due to unnecessity of elements corresponding to the brackets and simplification of 3-dimensional analysis.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.3
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• pp.289-296
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• 2009

Natural frequency is a key parameter to determine the seismic and wind loading of tall flexible structures, and to assess the wind-induced vibration for serviceability check. In this study, natural frequencies and associated mode shapes were obtained from measured acceleration data and system identification technique. Subsequently, finite element(FE) models for a tall reinforced concrete buildings were built using a popular PC-based finite element analysis program and calibrated to match their natural frequencies and mode shapes to actual values. The calibration of the FE model included: 1) compensation of modulus of elasticity considering the mix design strength, 2) flexural stiffness of floor slabs, and 3) major non-structural components such as plain concrete walls. Natural frequencies and mode shapes from the final FE model showed best agreement with the measured values.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.7 s.156
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• pp.537-544
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• 2005

For the proper management of high pressurized gas storage caverns, analysis of groundwater flow field and inflow quantity according to the groundwater head, gas storage pressure and water curtain head should be performed. The finite element method has been widely used for the groundwater flow analysis surrounding underground storage cavern because it can reflect the exact shape of cavern. But the various simulations according to the change of design factors such as the width of water curtain, shape of cavern etc. are not easy when elements were set up. To overcome these limitations, two dimensional groundwater flow model is established based on the boundary element method which compute the unknown variable by using only the boundary shape and condition. For the exact computation of drainage rate into cavern, the model test is performed by using the exact solution and pre-developed finite element model. The test result shows that the model could be used as an alternative to finite element model when various flow simulations are needed to determine the optimizing cavern shape and arrangement of water curtain holes and so forth.