• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.20 no.5
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• pp.581-586
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• 1999

척추의 생체역학적 해석을 위한 유한요소기법을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션은 척추의 손상에 대한 발생원인과 기전을 이해하고 치료의 효과를 예측하는 유용한 수단으로 기대되고 있다. 본 논문에서는 요추의 2차원 CT 영상을 이용하여 유한요소해석을 위한 척추의 3차원 모델링에 소비되는 많은 시간을 줄일 수 있도록 3차원 형상모델을 CT 형상 데이터와 형상변수를 이용, 각각 구현하는 과정을 자동화하여 이를 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.11a
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• pp.167-172
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• 2001

구조최적화는 기계구조물의 동특성을 변경하기 위하여 필수적으로 수행되어야 할 요소이다. 어떠한 방법을 택하여 보다 효율적으로 수행할 것 인지가 엔지니어의 관심일 것이다. 구조최적화는 설계변수에 따라 치수최적화, 물성치최적화 형상최적화 등으로 나눌 수 있다. 형상 최적화는 구조물의 유한요소모델을 기본으로 경계의 형상이나 절점의 형상, 회전 등을 설계 변수로 삼는 것이다. 고유진동수를 높이거나 모드형상을 제어하기 위하여 평판에 보강재를 붙이는 경우가 있다. 이때 보강재의 위치나 치수 형상 등이 중요한 변수가 될 수 있다. 본 논문에서는 평판의 고유진동수를 극대화 하기위해 보 보강재를 붙이는 문제에서 보의 회전을 설계 변수로 삼아 최적설계를 수행 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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• 2007.11a
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• pp.347-352
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• 2007

Recently, automated construction machines have been developed for technically solving construction industry problems such as labor, productivity, quality and the profit decrease. In domestic construction industry, a research for developing an intelligent excavation robot has been performed. The primary objective of this research is to analysis state-of-the art technologies in order to recognize local ground shape in real-time and compute soil volume of earth moving. This research analyzed five elemental technologies for 3D modeling of local ground shape and selected an optimal technology among the five technologies through using AHP method. It is anticipated that the optimal technology selected for 3D modeling of local ground shape can be effectively used to develop the intelligent excavation robot.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.35 no.5
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• pp.1-15
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• 2007

본 연구는 커뮤니티 시설 상세 설계의 대상물에 대한 질적 특성을 파악하기 위하여 그 대상물의 이미지를 상징화하는 단계적 발전 과정을 거쳐 그 시설의 상세 설계적 언어를 형상화하는 방법을 제시하였다. 사례로 역사적, 문화적, 전이적 특성을 지닌 세 커뮤니티를 조사하여 디자인 언어와 상징화되는 이미지를 구명해 보면서 디자인 언어의 구성과 설계요소와의 관계 커뮤니티의 목표 등과 연관시켜 커뮤니티의 본질성을 추구하는 수단을 평가 분석하는 방법을 강구하고 커뮤니티 시설의 상세 설계 언어의 형상을 검토하는 방법을 통섭적으로 제시하였다. 설계 언어의 형상 분석의 수단을 구체화 하는 데는 시각적 형태, 설계 주제의 상황, 설계요소의 관계성, 설계요소의 위치와 구성 등과 연관된 문제이다. 본 연구는 상세설계 언어의 형상을 개발하는 시도로 네 가지 기본 전제를 세우고 그를 설명해 보았다. 본 연구는 커뮤니티 시설 특성의 상징화를 위한 설계언어연구 대상의 사례로 미국의 전통성이 강한 메사츄세츠주에서 역사적, 문화적, 전이적 특성을 각기 다르게 지니고 있는 콩코드(Concord), 렉싱톤(Lexington), 알링톤(Arlington) 등의 세 커뮤니티를 택하였다. 사례 커뮤니티 시설 특성의 상세 설계 언어의 형상을 도출하는 과정을 설명하고 시각적 노트와 디자인 의미와 그 상징성을 바탕으로 상징과 시각적 언어를 찾으면서 상세 요소의 디자인 언어를 비교하였다. 그를 바탕으로 디자인 언어와 의미 및 그에 대한 평가를 위하여 편익을 기초로 사회, 건강, 환경, 경제 등 네 가지로 세부 분류된 커뮤니티 시설을 검토하였다. 커뮤니티 시설 특성을 파악하는 기법 발굴 과정에서 시작된 시각적 형상으로부터 상징과 그 의미 등을 구명하면서 그를 정성화하기 위한 기준으로서 설계 언어, 상징적 언어, 커뮤니티, 자연적 심미성 등의 네 가지로 대표되는 평가 요소에 의하여 분석 평가 검토에 이르기까지 일련의 과정이 그 상세설계언어의 형상에 관하여 통섭적 접근이 이루어 졌다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.8
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• pp.1468-1484
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• 1992

In the present paper forward projection is proposed as a new approach to determine the preform shape in rib-web type forging. In the forward projection technique an optimal billet is determined by applying some mathematical relationship between geometrical trials in the initial billet shape and the final products. In forward projection a volume difference between the desired product shape and the final computed shape obtained by the rigid-plastic finite element method is used as a measure of incomplete filling of working material in the die. At first linear inter-/extrapolation is employed to find a proper trial shape for the initial billet and the method is successfully applied to some cases of different aspect ratios of the initial billet. However, when the initial guesses are not sufficiently near the optimal value linear inter-/extrapolation does not render complete die filling. For more general application, a fuzzy system is used in the forward projection technique in order to determine the initial billet shape for rib-web type forging. It has been thus shown that the fuzzy system is more reliable for the preform design in the rib-web type forging process.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.51-54
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• 2009

본 논문에서는 MLS기반 유한요소에 대한 개략적인 현재 개발상황과 향후 예상할 수 있는 응용분야에 대한 제안을 하였다. 이동최소제곱근사를 이용하여 형상함수를 생성하는 MLS기반 유한요소는, 요소의 경계에서 기존 유한요소의 성질-크로네커 델타 조건-을 가지면서도 기존 요소가 갖지 못했던 임의의 절점추가가 자유롭다는 장점이 있어 다양한 변절점요소로의 개발이 이루어져왔다. 선형 또는 이차형상함수를 갖는 2차원 변절점요소 뿐 아니라, 균열선단과 균열면을 포함하고 있는 2차원 균열요소와 3차원에서의 제한적인 변절점요소 등이 개발되어 다양한 불연속성 문제에 적용 가능함이 입증되었다. 이러한 MLS기반 유한요소는 향후 2차원 변절점 3각요소, 2차원 삼각균열요소, 변절점 쉘요소, 균열 쉘요소, 마칭큐브알고리즘에 적합한 3차원 변절점요소로의 개발이 가능할 것으로 예상되며, 본 논문에서는 3차원 변절점요소를 이용한 복잡한 요소망 생성에 대한 예제로 대퇴골의 요소망 생성을 보였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.1
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• pp.117-124
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• 2009

The p-convergent boundary element method has been proposed to analyze two-dimensional potential problem on the basis of high order Legendre shape functions that have different property comparing with the shape functions in conventional boundary element method. The location of nodes corresponding to high order shape function are not defined along the boundary, called by nodeless node, similar to the p-convergent finite element method. As the order of shape function increases, the collocation point method is used to solve linear simultaneous equations. The collocation patterns of p-convergent boundary element method consist of non-symmetric hierarchial or symmetric non-hierarchical. As the order of shape function increases, the number of collocation point increases. The singular integral that appears in p-convergent boundary element has been calculated by special numeric quadrature technique and semi-analytical integration technique. The L-shape domain problem including singularity in the vicinity of reentrant comer is analyzed and the numerical results show that the relative error is smaller than $10^{-2}%$ range as compared with other results in literatures. In case of same condition, the symmetric p-collocation point pattern shows high accuracy of solution.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.412-415
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• 2009

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계 를 수행하였다. 유한요소 기반 형상 최적설계는 설계영역 매개화에 어려움이 있으나 등기하 해석법은 NURBS 기저 함수와 조정점을 이용함으로써 기하학적 표현이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 기하학적으로 정확한 모델은 응답 및 설계민감도 해석에 사용되며, 설계구배 기반의 최적화에 있어서 중요한 역할을 한다. 하중조건이 설계영역의 변화에 따라 변하는 최적설계 문제에서 경계에서 설계민감도가 부정확한 경우, 설계공간에서 최적설계가 균일한 수렴성을 갖기 어렵다. 즉 유한요소법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제를 푸는 경우, 최적설계를 진행할 때 변하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 엄밀한 기하형상을 표현하는 등기하 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제에서 좋은 결과를 제시함을 확인하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.187-196
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• 1998

불연속 갤러킨 정식화에 기초를 둔 시간적분법에 대하여 시간을 변수로 한 유한요소적 접근법을 시도하였다. 단일 형상함수와 두 형상함수 정식화에 대해 각각 선형, 이차 형상함수를 적용하여 모두 네 종류의 시간적분법을 유도하였으며, 각 방법에 대하여 시간시텝의 증가에 따른 변위와 속도의 관계를 나타내는 증폭행렬을 계산하였다. 유도된 방법들의 성능을 평가하기 위하여 부하가 갑자기 변화는 진동 문제를 해석하고 변위의 오차를 비교하였다. 네 가지의 방법에 대하여 국부 오차 추정치를 개발하였으며, 오차 추정치의 정확도를 수치예를 이용하여 평가하였다. 단일 형상함수 정식화에서 이차 형상함수를 이용한 오차 추정치가 실제 국부오차를 잘 나타내었으며 유도된 오차 추정치는 시간간격제어 기법에서 시간간격의 크기를 결정하는 척도로 이용 가능하다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.16 no.6 s.73
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• pp.819-832
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• 2004

This study describes an efficient and facile method for configuration optimum design of structures. One of the ways to achieve numerical shape representation and the selection of design variables is using the design element concept. Using this technique, the number of design variables could be drastically reduced. Isoparametric mapping was utilized to automatically generate the finite element mesh during the optimization process, and this made it possible to easily calculate the derivatives of the coordinates of generated finite element nodes w.r.t. the design variables. For the structural analysis, finite element analysis was adopted in the optimization procedure, and two different techniques(the deterministic method, a modified method of feasible direction; and the stochastic method, a genetic algorithms) were applied to obtain the minimum volumes and section areas for an efficient configuration optimization procedure. Futhermore, spline interpolation was introduced to present a realistic optimum configuration that meet the manufacturing requirements. According to the results of several numerical examples(steel structures), the two techniques suggested in this study simplified the process of configuration optimum design of structures, and yielded improved objective function values with a robust convergence rate. This study's applicability and capability have therefore been demonstrated.