• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.19-26
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• 1997

본 고에서는 막구조물의 설계시 반드시 수행되어양 하는 형상해석과 응력-변형해석과정을 간략하게 언급하였다. 막구조물의 설계과정은 3부분의 주요 단계로 나뉘어진다: 형상탐색, 하중해석, 재난도 생성. 여기에서는 형상탐색과 하중해석 단계만을 다루었다. 언급된 비선형 유한요소해석 과정은 형상탐색과 하중해석 모두에 적용할 수 있다. 또한, 형상탐색해석에 대한 3가지 방법 즉, 등장력곡면, 비등장력곡면 그리고 비선형변위해석 등이 초기 평형형상을 결정하는 방법으로 소개되었다. 형상탐색에 대한 여러 접근법의 사용 가능성은 다양한 막구조물에 대한 설계를 편리하게 한다. 여기에서는 언급되지 않았으나, 우리나라에도 형상해석, 응력해석 뿐 아니라 막구조물의 시공과정에 대한 시공해석과 막면 형성에 매우 중요한 단계인 재단도해석(Cutting Pattern Analysis)에 대한 연구와 막구조물의 적용분야를 넓히려고 하는 응용연구가 절실히 필요한 것으로 판단된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.457-464
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• 1999

The object of this study is form finding, stress-strain analysis and cutting pattern analysis of membrane structures under the following assumptions : (1) material is linearly elastic (2) stress state is plane stress. The cable and membrane structures undergo large deformation because of its highly flexibility, therefore, we must take account of its geometric nonlinearity. The analysis procedure is consisted of three steps considering geometric nonlinearity unlike any other structures. First step is the form finding analysis to determine the initial equilibrium shape. Second step is the stress-strain analysis to investigate the behaviors of structures under various external loads. Once a stationary shape has been fount a cutting pattern based on the form finding analysis may be generated for manufacturing procedure. In this paper, form finding, stress-strain analysis and cutting pattern analysis is carried out for applying to Seoguipo worldcup soccer stadium roof structures and optimal cutting pattern analysis technique is proposed.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.4A
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• pp.337-346
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• 2009

To determine the initial configuration of the suspension bridge appropriate idealization model and analysis procedure are proposed as considering the boundary and loading conditions of stiffening girder during the erection. The construction stages of a suspension bridge are divided into two steps which are the first stage of the erection and the second stage of the completion in terms of the erection time of stiffening girders, and depending upon such an erection step the initial configuration analysis is classified the first configuration analysis and the revision analysis of the second configuration. The boundary and loading conditions and the analysis procedures for each stage are suggested and the results are verified by comparing with existing data. The results show that the proposed method provides better solution compared to the results using existing method.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.22 no.1
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• pp.33-42
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• 2010

Patterning with a geodesic line is essential for economical or efficient usage of membrane materialsin fabric tension membrane structural engineering and analysis. The numerical algorithm to determine the geodesic line for membrane structures is generally classified into two. The first algorithm finds a non-linear shape using a fictitious geodesic element with an initial pre-stress, and the other algorithm is the geodesic line cutting or searching algorithm for arbitrarily curved 3D surface shapes. These two algorithms are still being used only for the three-node plane stress membrane element, and not for the four-node element. The lack of a numerical algorithm for geodesic lines with four-node membrane elements is the main reason for the infrequent use of the four-node membrane element in membrane structural engineering and design. In this paper, a modified numerical algorithm is proposed for the generation of a geodesic line that can be applied to three- or four-node elements at the same time. The explicit non-linear static Dynamic Relaxation Method (DRM) was applied to the non-linear geodesic shape-finding analysis by introducing the fictitiously tensioned 'strings' along the desired seams with the three- or four-node membrane element. The proposed algorithm was used for the numerical example for the non-linear geodesic shape-finding and patterning analysis to demonstrate the accuracy and efficiency, and thus, the potential, of the algorithm. The proposed geodesic shape-finding algorithm may improve the applicability of the four-node membrane element for membrane structural engineering and design analysis simultaneously in terms of the shape-finding analysis, the stress analysis, and the patterning analysis.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.343-346
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• 2010

형상기억합금이 삽입된 복합체는 힌지나 추가적 작동기 없이 그 자체로서 지능 구조의 역할을 할 수 있어 많은 분야에서 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 형상기억합금(Shape Memory Alloy) 선이 삽입된 $\cap$자형 복합재를 제안하고, 형상기억합금과 모재가 정해진 경우의 곡률 변화에 영향을 주는 주요 설계 변수를 복합재의 너비, 두께, 형상기억합금의 편심률을 설계변수로 가정하고 유한요소 해석과 패널 제작 및 실험을 통해 검증한다. 먼저 라고다스(Lagoudas)모델을 형상기억합금의 구성방정식으로 이용한 유한요소해석모델을 구성하여 수치해석을 수행하고, 11 종류의 형상기억합금 선이 삽입된 유리섬유강화복합재(Glass Fiber Reinforced Plastic) 패널을 제작하여 열하중에 따른 곡률변화를 관찰한다. 해석결과와 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 타당성을 검증하며, 해석을 통해 각 설계 변수들의 곡률변화에 대한 영향을 파악한다.

• Computational Structural Engineering
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• v.5 no.3
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• pp.19-28
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• 1992

이 글에서는 막 구조물의 설계에서 자주 제기되는 형상결정 문제에 대한 접근방법을 제시하고자 하였다. 형상결정 문제는 막 구조물이 휨 강성이 전혀 없거나, 빈약한 재료를 사용하는데 기인하여 제기되고, 막 구조물의 설계에서 불안정영역의 발생을 피하기 위해서는 형상의 기준면에서 곡률과 비틀림의 변화를 최소화해야 하며 이러한 변화를 최소화하기 위해서는 형상이 적용하중의 막력에 의한 평형면에 근접하는 것이 바람직하다. 또한, 초기에 막 구조물에 도입된 초기장력에 오차가 발새하면 막면은 스스로 등장력의 형태로 이동하게 되므로, 초기에 막장력의 분포가 등장력의 상태가 되도록 그 형상을 결정하는 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 조건을 만족하는 형상탐색문제는 이러한 종류의 구조물의 설계에서는 매우 중요한 문제가 된다. 그러나 국내에서는 막과 케이블 구조물의 형상해석과 응력-변형해석에 범용적으로 사용될 수 있는 프로그램의 개발이 미약하고 이러한 구조방식에 대한 국내의 인식에 크게 부족한 실정이다. 따라서 이 글이 막과 케이블 구조물의 설계에서 형상탐색해석이 반드시 필요한 이 구조물의 구조적 특성을 이해하는데 조금이라도 도움이 될 수 있기를 기대한다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.11a
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• pp.78-80
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• 2016

우주발사체와 항공 분야에서 초음속과 극초음속 영역에서 비행체의 항력을 최소화하기 위한 최적 형상설계 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 마하수 2의 초음속 영역에서 대표적인 비행체 선두부 형상 3가지에 대한 수치해석을 eMEGA 프로그램을 활용해 격자를 생성하고 eDAVA 프로그램을 활용해 유동 해석을 수행하였다. 그 결과 자유유동 마하수 2의 초음속 영역에서는 선두부 형상이 뾰족한 Cone 형상이 3가지 형상 중 작용하는 항력이 가장 적게 나타났고, 선두부가 무딘 형상이 극초음속 영역에서 가장 적합한 현상과 다르게 나타났다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.36 no.2
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• pp.9-21
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• 1999

The waterjet is very widely used today in propulsion system of high speed vessel but manufacturer is limited because of an efficiency and a difficulty of a manufacture on the inlet configuration of the waterjet. The importancy in designing the inlet configuration of the waterjet lies on the minimization of the cavitation which is largely affecting the efficiency. In this paper, the configuration analysis is carried out to find a optimum shape which is minimizing the cavitation using a two dimensional potential-based panel method with an inlet configuration of a flush type. Also, it is developed a direct design method finding an inlet configuration by a given pressure distributions. The numerically obtained optimum shape using this configuration analysis method show a good agreement compared to the Kashiwadani's results. It is carried out a direct design method over a lip and a ramp of an inlet configuration wish pressure distributions obtained a result of the configuration analysis and the results show a good agreement compared to original configuration.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.886-887
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• 2011

본 논문에서는 농형 유도전동기의 회전자 도체 형상을 변화시켜 토크 특성을 살펴본다. 회전자의 변화에 의한 영향만을 고려하기 위해 고정자룰 간단히 모델링 하고 전압일정조건을 인가했으며 그에 해당하는 토크 식을 유도했다. 회전자 도체는 가장 기본적인 Canned 형상으로부터 시작하여 복잡한 슬롯 형상까지 도입하여 해석하였다. 해석된 결과들을 이용해 각 도체 형상에 의한 자계 분포와 함께 고찰한다.

• 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.