• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.480-485
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• 2006

본 논문에서는 사용자가 NURBS 곡면을 다양한 형태로 변형을 손쉽게 할 수 있는 수정된 유한요소법을 이용한 곡면 변형의 방법을 제시한다. 수정된 유한요소법은 NURBS 기저함수를 전통적 유한요소법의 형상함수를 대신하여 유한요소해석을 한다. 모델링된 객체는 NURBS 곡면으로 이루어져 있고, 각각의 세그먼트별로 나누어진 기저함수와 제어점으로 구성되어있기 때문에 번거롭게 요소와 형상함수를 따로 구하지 않아도 되며, 자체 보간 방식이므로 기존의 유한요소법에 비해 적은 요소와 절점으로 곡면을 해석 할 수 있다. NURBS 곡면 변형은 각각의 제어점에 의해 구역이 나눠지고 각 구역은 변형될 지점과 가장 가까운 제어점으로 구성된 구역의 제어점들을 변형시킬 지점과 각 제어점의 거리 비례에 따라서 제어점 들의 속도가 지정되어 변형을 완성한다. 제시된 변형 방법은 다른 변형들과 같이 초기 입력에 의해 변형이 한 순간에 진행되는 것이 아니라 점진적 변형이 일어나며, NURBS 의 특징인 전체 제어점 변형으로 인해 의도하지 않은 변형이 일어나는 것을 변형 중간에 각각의 제어점의 속도를 제어함으로써 사용자의 의도한 변형으로 빠른 시간에 완성할 수 있게 된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.33 no.4
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• pp.1295-1302
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• 2013

The structural deformed shape is important information to structural analysis. If the sufficient measuring points are secured at the structural monitoring system, reasonable and accurate structural deformation shapes can be obtained and structural analysis is possible using this deformation. However, the accurate estimation of the global structural shapes might be difficult if sufficient measuring points are not secure under cost limitations. In this study, SFSM-LS algorithm, the economic and effective estimation method for the structural deformation shapes with limited displacement measuring points is developed and suggested. In the suggested method, the global structural deformation shape is determined by the superposition of the pre-investigated structural deformed shapes obtained by preliminary FE analyses, with their optimum weight factors which lead minimization of the estimate errors. 2-span continuous bridge model is used to verify developed algorithm and parametric studies are performed. By the parametric studies, the characteristics of the estimation results obtained by the suggested method were investigated considering essential parameters such as pre-investigated structural shapes, locations and numbers of displacement measuring points. By quantitative comparison of estimation results with the conventional methods such as polynomial, Lagrange and spline interpolation, the applicability and accuracy of the suggested method was validated.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.26 no.4
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• pp.255-262
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• 2013

In this paper, a shape design sensitivity analysis(DSA) method is presented for Mindlin plates using an isogeometric approach. The isogeometric method possesses desirable advantages; the representation of exact geometry and the higher order inter-element continuity, which lead to the fast convergence of solution as well as accurate sensitivity results. Unlike the finite element methods using linear shape functions, the isogeometric method considers the exact normal vector and curvature of the CAD geometry, taking advantages of higher order NURBS basis functions. A selective reduced integration(SRI) technique is incorporated to overcome the difficulty of 'shear locking' phenomenon. This simple technique is surprisingly helpful for the accuracy of the isogeometric shape sensitivity without complicated formulation. Through the numerical examples of plate bending problems, the accuracy of the proposed isogeometric analysis method is compared with that of finite element one. Also, the isogeometric shape sensitivity turns out to be very accurate when compared with finite difference sensitivity.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.30 no.2
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• pp.153-162
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• 2012

In this paper, we propose a new shape similarity measure for M:N polygon pairs regardless of different object cardinalities in the pairs. The proposed method compares the projections of two shape functions onto Zernike polynomial basis functions, where the shape functions were obtained from each overall region of objects, thus not being affected by the cardinalities of object pairs. Moments with low-order basis functions describe global shape properties and those with high-order basis functions describe local shape properties. Therefore several moments up to a certain order where the original shapes were similarly reconstructed can efficiently describe the shape properties thus be used for shape comparison. The proposed method was applied for the building objects in the New address digital map and a car navigation map of Seoul area. Comparing to an overlapping ratio method, the proposed method's similarity is more robust to object cardinality.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.12 no.4_1
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• pp.67-76
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• 1992

A hierarchical formulation based on p-version of the finite element method for linear elastic axisymmetric stress analysis is presented. This is accomplished by introducing additional nodal variables in the element displacement approximation on the basis of integrals of Legendre polynomials. Since the displacement approximation is hierarchical, the resulting element stiffness matrix and equivalent nodal load vectors are hierarchical also. The merits of the propoosed element are as follow: i) improved conditioning, ii) ease of joining finite elements of different polynomial order, and iii) utilizing previous solutions and computation when attempting a refinement. Numerical examples are presented to demonstrate the accuracy, efficiency, modeling convenience, robustness and overall superiority of the present formulation. The results obtained from the present formulation are also compared with those available in the literature as well as with the analytical solutions.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.408-411
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• 2009

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 해석 방법을 사용하여 응력 제한 조건이 있는 형상 최적설계 문제를 다룬다. 아이소-지오메트릭 해석 방법은 해석에 사용되는 기저 함수와 기하 모델을 구성하는 함수가 일치하여 기하학적으로 정확하기 때문에 설계민감도 해석 및 형상 최적설계에 있어서 강점이 있다. 많은 최적화 문제에서 최대 강성을 확보하는 방향으로 최적화가 진행되고 있는데 이때 응력 조건을 고려하지 않는 경우가 대부분이다. 응력 제한조건이 있는 구조물에서 아이소-지오메트릭 형상 최적설계를 적용시켜 봄으로써 그 효용성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.11a
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• pp.360-364
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• 2001

본 논문에서는 최근의 진화적 구조최적화(ESO) 전략을 회전축의 형상최적화에 적용하였으며, 각 계산 스텝마다 단위 유한요소의 크기를 변경함으로써 기존의 방법보다 빠르고 정확한 최적형상에 수렴하는 새로운 방법을 제시하였다. 축요소의 직경을 시스템 설계변수로 하였으며, 축중량의 감소, 공진배율(Q-factor)의 감소 및 충분한 위험속도의 분리여유를 갖도록 목적함수를 설정하였다. 불평형응답 및 굽힙응력의 구속조건을 부가하였으며, 목적함수에 대한 설계변수의 감도해석을 수행하였다. 전동기축계에 대한 적용 결과로부터 주파수와 동적 구속조건하의 로터베어링 시스템에 대한 축 형상 최적화에 ESO법이 효과적으로 이용될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.3
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• pp.381-390
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• 2001

In this paper, a new improved crack analysis technique by Element-Free Galerkin(EFG) method is proposed, in which the singularity and the discontinuity of the crack successfully described by adding enrichment terms containing a singular basis function to the standard EFG approximation and a discontinuity function implemented in constructing the shape function across the crack surface. The standard EFG method requires considerable addition of nodes or modification of the model. In addition, the proposed method significantly decreases the size of system of equation compared to the previous enriched EFG method by using localized enrichment region near the crack tip. Numerical example show the improvement and th effectiveness of the previous method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.23 no.3
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• pp.275-281
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• 2010

In this paper, the design optimization of structures with stress constraints is performed using isogeometric shape optimization method. The stress constraints have an important role in design optimization problems since stress concentration could result in structural failure. To represent exact geometry in analysis, the isogeometric analysis method uses the same basis functions as used in the CAD geometry. The geometrically exact model can be used in both stress and design sensitivity analyses so that it can yield more precise optimal design than finite element one. Through numerical examples, the isogeometric approach turns out to be effective in shape optimization problems under stress constraints.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.693-696
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• 2011

본 논문에서는 레벨셋 방법을 이용하여, 소음을 차단하기 위한 음향 구조물의 형상 최적 설계를 수행하였다. 음향 결정 구조에서는 음향이 흩어져 있는 결정 구조에 의해서 굴절되기 때문에 결정 모양을 조정함으로써, 음향 거동을 제어 할 수 있다. 형상 최적 설계의 목적은 특정한 각도와 각속도로 입사되는 입사파에 대해서 음향 투과율(acoustic transmittance)이 최소가 되도록 음향 결정의 형상(inclusion shape)을 결정하는 것이다. 음향 압력(acoustic pressure)은 주기성을 갖는 음향 결정에 대해서 헬몰츠(Helmoltz)형태의 지배 방정식을 풀어서 얻을 수 있다. 본 연구에서는 음향 구조물로 결정이 수평 방향으로는 주기적으로 무한히 분포하고 수직방향으로는 유한한 층간 구조를 가지고 있는 소음 방어벽 (Noise barrier)을 고려한다. 결정의 위치는 고정되어 있고, 결정의 형상을 설계 변수로서 음파의 거동을 제어할 수 있도록 하였다. 주기적 구조물을 고려하기 때문에 결정의 좌와 우에 Bloch 이론을 적용해 주기적 경계조건을 부과하였고, 소음 방어벽 위와 아래에는 임피던스 행렬(impedance matrix)를 이용하여, 무한 균질 영역과 소음 방어벽사이의 음파 투과를 모사하였다. 복잡한 형상 변화를 표현하기 위해 임시적 경계를 이용한 레벨셋 방법을 사용하였다. 설계 민감도 해석을 통해 목적함수가 감소하는 방향으로 경계에서의 수직 벡터를 계산하고, 이를 헤밀턴-자코비(Hamilton-Jacob) 방정식에 대입하여, 최적의 형상을 나타내는 레벨셋 함수를 구하였다.