• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.35 no.6
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• pp.480-490
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• 2016

As wind turbines become larger and lighter, they are likely to respond sensitively by dynamic loads applied on them. Since the responses at resonances are particularly interested, it is required to be able to predict natural frequencies of wind turbines reliably at early design stage. To achieve this, the foundation-soil analysis is needed to be carried out and a finite element approach is adopted in general. However, the finite element approach would not be appropriate in early design stage because it demands heavy efforts in pile-soil modelling and computing facilities. On the contrary, theoretical approaches adopting linear approximations for soils are relatively simple and easy to handle. Therefore, they would be a useful tool in predicting a pile-soil interaction, particularly in early design stage. In this study an analysis for a pile inserted in soil is performed. The pile and soil are modelled as a beam and continuum medium, respectively, within an elastic range. In this analysis, influence factors at the pile head for lateral loads are predicted by means of this continuum approach for various length-diameter ratios of the pile. The influence factors predicted are validated with those reported in literature, proposed from a finite element analysis.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.43 no.1
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• pp.112-121
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• 2024

The pipping system is widely used in many industries as equipment for transporting fluids over long distances. In high-pressure pipe, as the speed of the fluid increases, a loud noise is generated. Therefore, various studies have been conducted to reduce pipe noise. In this paper, a pipe noise analysis was developed to predict and quantitatively assess the flow-induced vibration and acoustic-induced vibration due to valve flow in high-temperature and high-pressure. To do this, a high-fidelity fluid analysis technique was developed for predicting internal flow in the pipe with valve. In additional, the contribution of compressible/incompressible pressure by frequency band was evaluated using the wavenumber-frequency analysis. To predict a low/middle frequency pipe noise, the vibroacoustic analysis method was developed based on Finite Element Method (FEM). And the pipe noise prediction method for the middle/high frequency was developed based on Statistical Energy Analysis (SEA).

• Journal of the KSME
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• v.30 no.S1
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• pp.45-55
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• 1990

과거 대형컴퓨터와 중형컴퓨터에서만 가능하던 유한요소법을 이용한 CAE기술들이 마이크로컴퓨 터의 발달에 따라 개인용 컴퓨터에서도 가능하게 되었다. 여기서는 사출제품 설계 및 금형설계에 있어 필수적인 설계도구로 사용되는 CAE프로그램중 구조 해석용 프로그램인 Micro-STANS와 사출공정 해석용 프로그램인 C-FLOW가 마이크로컴퓨터 상에서 이용 가능함을 설명하였다. 이러 한 CAE 소프트웨어들은 비용과 노력이 많이 소모되는 시제품제작이 없이도 사출공정에 대한 정 보와 제품강도에 대한 정보를 얻을 수 있게 함으로써 초기설계단계에서 제품의 설계평가가 가능 하게 하였다. 보다 높은 생산성, 보다 낳은 설계 납기단축, 비용절감을 도모해야 하는 사출제품 설계자들에게 초기단계에서 제품의 설계 및 가공에 대한 문제점을 미리 파악할 수 있게 함으로써 대단히 강력한 설계 도구로 이용될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2000.06a
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• pp.1169-1173
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• 2000

최근에 미국에서는 실선에 대한 충격파 실험의 제약으로 인하여 수치시뮬레이션의 필요성이 더욱 야기되어 1996년도부터 수상함에 대한 실험대체용 수치계산의 가능성에 대한 연구가 시작되었다. 잠수함등과 같이 잠겨진 구조물에 대한 연구는 활발히 이루어졌으나 수상함에 대한 연구는 단순구조물을 대상으로 한 제한적 연구가 이루어져 왔다. 특히 본 연구에서는 아주 복잡한 수상함 구조물을 최대한 정확히 유한요소법으로 모델링하였다. 이러한 실선 충격연구는 실제 실선에 마운트되는 주요 장비의 안정성평가에 아주 중요한 자료를 제공하여주므로 시급한 과제이다. 하지만 수상함의 경우 유체-구조물 상호작용, 자유표면, cavitation등과 같은 해석상의 어려움과 복잡한 구조물의 모델링시 나타나는 현 단계에서의 계산상의 한계 등등 여러 가지 난제가 존재하고 있는 것도 사실이다. 본 논문에서는 수상함 내충격 수치해석의 현기술을 알아보고 수치계산의 발전방향을 제시보고자 한다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.13 no.3 s.33
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• pp.21-28
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• 1999

In this paper, a finite element method for the determination of initial blank shape in sheet metal forming process will be introduced. The initial blank shape is determined by the only one step from the final to the initial blank. The used finite element inverse method adopted Henky's deformation theory, Hill's anisotropic yield criterion and simplified boundary conditions. Based on this theory. a three-dimensional membrane finite element code was developed. The developed code will be applied to several sheet metal forming examples for the demonstration of its validity.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 1996.10a
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• pp.89-94
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• 1996

The use of shield is increasing day by day, because it's method is advantageous tunneling method to soft and collapsible ground. In case of analyzing shield tunnel by FEM, short term behavior of ground by initial heaving and tail void closure and long terms of it because of consolidation by changes of pore pressures in clay must be considered. In this paper, the shield tunneling construction stages was analyzed from 2 dimensional elasto - viscoplastic finite element program used Mohr - Coulomb yield criterion but not considered the changes of pore pressures. The object of investigation was N - 2 Tunnel. Since the good results of analysis compared to the measured behavior of ground for heaving, tail void closure and liner installation, this results can be applied to design and construction of shield tunneling for the subways, sewage lines etc.

• Composites Research
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• v.22 no.4
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• pp.20-26
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• 2009

In the current study, thermoforming and compression analysis were carried out for the woven composite egg-box panel with the non-orthogonal constitutive material model, which is proposed by Xue et al. The material model is implemented in commercial engineering software, LS-DYNA, with a user subroutine. Directional properties in non-orthogonal coordinates are determinedusing the deformation gradient tensor and the material modulus matrix in local coordinate is updated at eaeh corresponding time step. After the implemented non-orthogonal constitutive model is verified by the bias extension test, the egg-box panel simulations are performed. The egg-box panel simulations are divided into two categories: thermoforming (draping) and crushing. The finite element model for crushing analysiscan be obtained using the displacement result of thermoforming process.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.33 no.5
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• pp.311-318
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• 2020

This study introduces a technique for improving the elastomeric-isolator performance using modular devices. The modular devices are shear resistance block, polymer spring, displacement acceptance guide, and anti-falling block. They are installed on the elastomeric isolator as a supplementary device. Each modularized device improves the isolator performance by performing step-by-step actions according to the seismic intensity and displacement. The PRB isolation device works in four stages, depending on the seismic magnitude, to satisfy the target performance. It is designed to accommodate design displacement in the first stage and large magnitude of earthquakes in the second and third stages. This design prevents superstructures from falling in the fourth stage due to large-magnitude earthquakes by increasing the capacity limit of the elastomeric isolator. In this study, the PRB isolation device is analyzed using finite element analysis to verify that the PRB isolation device works as intended and it can withstand loads corresponding to large-magnitude earthquakes. The performance of the PRB isolation device is validated by the analysis, which is further corroborated by actual experiments.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.25-30
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• 1992

최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.11-21
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• 1996

선박은 화물 및 여객을 수송하는 해상교통 수단으로써 여객 및 승무원의 안락성, 탑재장비, 기기의 성능 보전 상, 화물 및 구조부재의 안전성 차원에서 진동제어가 주요 해결 기술의 하나이다. 또한 최근 선박의 대형화, 고속화로 인해 엔진과 프로펠러의 기진력은 커지는데 반해 구조 강도계산 기술의 발달로 인해 선체구조 경량화가 촉진되어 선체의 유연성이 커질 뿐 아니라 전통적인 선체 구조와 기관, 축계 강성사이의 균형이 깨어짐으로 선박의 진동제어는 더욱 중요시 되고 있다. 선박의 경우 건조 후에 진동제어를 위한 조치를 취하는 일은 매우 제한적이고 많은 비용이 들기 때문에 설계단게에서 선박진동제어를 위한 사전 노력이 충분히 이루어지는 것이 중요하다. 따라서 선박의 주 기진원인 프로펠러, 주기관 등의 기진력 자체를 적정화하는 노력과 함께 그로 인한 응답을 극소화하기 위해 설계 단계부터 인도까지 단게별로 많은 노력을 기울이고 있다. 단계별 진동제어의 한 예를 Fig.1에서 보여주고 있다[1]. 선체와 같이 복잡한 대형구조물의 진동특성 및 응답을 계산함에 있어서 컴퓨터의 발달과 유한요소법과 같은 해석기술의 발달로 실제 구조와 매우 유사한 3차원 모델링이 가능하게 되어 해석의 정도를 높일 수 있게 되었다. 그러나 프로펠러 기진력, 유체와의 연성효과, 감쇠특성 등을 정도 높게 산정하는 데는 아직도 많은 어려움이 있다. 이와같은 문제는 진동응답의 계산정도를 저하시키는 주요 요인이 되어 설게단계에서 충분히 진동 제어가 이루어졌다 하더라도 건조 후 실제운항 시 진동문제가 발생되는 경우가 있다. 건조 후 진동문제 발생시 구조변경을 통한 해결은 한계가 있기 때문에 각종 진동제어 장치의 연구개발이 최근에 활발히 이루어지고 있다[2]. 본 고에서는 설계단계에서부터 건조 후까지의 선박진동제어 과정[1,2,5,6]을 단계별로 고찰하여, 점점 까다로워져 가는 선박 진동규제[3,4]에 대처하고 승무원의 안락성에 대한 욕구, 구조물의 안전성, 장비의 성능보존이 만족되는 저진동 선박의 건조를 위해 향후 해결해야할 과제들을 도출하여 선박진동분야이 연구개발 방향을 제시하고자 한다.