• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.3
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• pp.79-84
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• 2003

Cold expansion of fastener holes is a mechanical process widely used in the aerospace industry. This treatment leads to an improvement of fatigue behavior due to the developed compressive residual stresses on the hole surface. Despite its importance to aerospace industries, little attention has been devoted to the accurate modeling of the process. This study is devoted to the modeling and simulation of the residual stress resulting from the cold expansion of two adjacent fastener holes. Simultaneous cold expansion of two adjacent holes lead to much higher compressive residual stress than sequential cold expansion.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.11
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• pp.919-926
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• 2014

In this paper, the effect of material properties on fracture behavior was studied using cohesive zone model and extended finite element method. The rectangular tensile specimen with a central inclined initial crack was modeled by plane stress elements. In the CZM modeling, cohesive elements were inserted between every bulk elements in the predicted crack propagation region before analysis, while in the XFEM the enrichment to the elements was added as needed during analysis. The crack propagation behavior was examined for brittle and ductile materials. For thin specimen configuration, wrinkle deformation was accounted for by geometrically nonlinear post-buckling analysis and the effect of wrinkling on the crack propagation was investigated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.309-318
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• 1985

본 논문에서는 종형 구조물의 특미인 비대칭성을 고헌할 수 있고 굽힘에너지 (flexural energy)와 확장에너지(extension energy)를 모두 고헌하여 유한요소의 분할 이 용역한 사변형과 삼각형 판-셸 유한요소를 사용하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.24 no.4
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• pp.405-412
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• 2011

This paper introduces the generalized finite element method with global-local enrichment functions using the preconditioned conjugate gradient method. The proposed methodology is able to generate enrichment functions for problems where limited a-priori knowledge on the solution is available and to utilize a preconditioner and initial guess of good quality with only small addition of computational cost. Thus, it is very effective to analyze problems where a complex behavior is locally exhibited. Several numerical experiments are performed to confirm its effectiveness and show that it is computationally more efficient than the analysis utilizing direct solvers such as Gauss elimination method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.4
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• pp.315-322
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• 2009

This paper presents a novel numerical method based on the extended moving least squares finite difference method(MLS FDM) for solving 1-D Stefan problem. The MLS FDM is employed for easy numerical modelling of the moving boundary and Taylor polynomial is extended using wedge function for accurate capturing of interfacial singularity. Difference equations for the governing equations are constructed by implicit method which makes the numerical method stable. Numerical experiments prove that the extended MLS FDM show high accuracy and efficiency in solving semi-infinite melting, cylindrical solidification problems with moving interfacial boundary.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.5
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• pp.29-37
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• 1993

The extension of the weighted integral method in the area of stochastic finite element analysis is presented. The use of weighted integral method in numerical analysis was extended to CST(constant strain triangle) element by Deodatis to calculate the response variability of 2D stochastic systems. In this paper, the extension of the weighted integral method for general plane-elements is represented. It has been shown that the same mesh used in the deterministic FE analysis can be used in the stochastic FE analysis. Furthermore, because the CST element is a special case which has constant strain-displacement matrix the mingling of CST elements with the other quadrilateral elements in the analysis may also be possible.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.31 no.3
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• pp.142-150
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• 2012

The waveguide finite element (WFE) method is a useful numerical technique to investigate wave propagation along waveguide structures which have uniform cross-sections along the length direction ('x' direction). In the present paper, the vibration and radiated noise of the submerged pipe with fluid is investigated numerically by coupling waveguide finite elements and wavenumber boundary elements. The pipe and internal fluid are modelled with waveguide finite elements and the external fluid with wavenumber boundary elements which are fully coupled. In order to examine this model, the point mobility, dispersion curves and radiated power are calculated and compared for several different coupling conditions between the pipe and internal/external fluids.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2015.11a
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• pp.150-151
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• 2015

본 연구에서는 충격 문제를 거론하며 Mindlin 판 이론을 확장한 1차 전단 변형 이론에 근거하여 충격 하중을 받는 임의의 형상 라미네이트 응답 특성의 해명을 목적으로 아이소파라메트릭요소에 의한 정식화를 시도한다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.1
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• pp.59-68
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• 2001

유체-고체 상호작용을 고려하여 다양한 복부대동맥류 모델에 대해서 맥동유동 및 구조를 동시에 해석하였다. 동맥류의 확장부 크기와 혈관벽 두께에 따라서 총 여덟 개의 축대칭 동맥류 모델을 선정하였다. 유한체적법 및 압력기반의 유한차분법을 이용하여 유동을 해석하였으며, 유한요소법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 동맥류의 확장부위가 클수록 최대응력은 최대확장부위와 변곡점에 해당하는 동맥류의 입구 및 출구 부분에 집중되었으며, Von Mises 응력은 최대확장부위 뿐만 아니라 동맥류의 근위부와 원위부($\pm$1D)에서도 현저하게 증가하였다. 또한 더욱 확장된 모델일수록 혈관벽은 직경방향의 변위보다 축방향의 변위가 지배적이었으며, 동맥류 원위부보다 근위부에서 큰 축방향 변위를 나타냈다. 동맥류 입구부의 미약한 와류는 한 주기동안 그 크기와 강도를 더해가며 동맥류 원외부로 이동하였고, 동맥류의 내부 유동은 압력차이가 감소하는 기간동안 더 큰 영향을 받았다. 확장정도가 심할수록 동맥류 내부에 더 크고 강한 와류가 관찰되었다. 압력차이가 최소가 된 직후 동맥류의 근위부와 원위부동맥 벽 근처에서의 역방향 유동이 관찰되었다. 대체로 혈관벽 두께가 감소한 모델과 더욱 확장된 모델일수록 벽전달률은 감소하였다. 혈관벽의 탄성에 의하여 압력차이와 벽전달률 사이에 위상차가 존재함이 확인되었다. 유체-고체의 상호작용을 고려한 연구는 다른 심혈관계를 이해하는데도 매우 유익할 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.685-688
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• 2011

본 논문에서는 다양한 음향 가진에 따른 음향 응답을 유한 요소법을 통하여 효과적으로 계산하기 위한 새로운 모델 축소법을 제안한다. 일반적인 유한 요소법을 통한 기계구조물의 응답을 구하기 위해서는 음향 방정식의 강성 및 행렬을 구한 뒤 이들의 조합을 통한 동적 강성행렬을 구한 뒤 역행렬을 구하여 다양한 주파수 응답을 구하게 된다. 현재 컴퓨터 하드웨어의 발전과 소프트 웨어의 발전에 의하여 더 많은 유한 요소를 사용할 수 있게 되었고 이로 인하여 더욱 정확하고 넓은 대역의 음향 응답을 구할 수 있게 되었다. 그러나, 아직까지도 아주 복잡한 구조물의 음향 응답을 구하기 위하여 유한 요소를 무한정으로 증가할 수 없는 경우가 많다. 이를 해결하기 위하여 일반적으로 모델 축소법(Model order reduction) 기법을 사용한다. 이 모델 축소법은 기본적으로 전체 행렬을 아주 작지만 효율적인 작은 행렬로 바꾸어 응답을 예측하는 기법으로 mode superposition method, ritz vector method, quasi-static ritz vector method등이 있다. 기존의 모델 축소법은 기본적으로 질량 및 강성행렬이 가진 주파수에 영향을 받지 않는 행렬이라 가정한다. 그렇기 때문에 경계조건이나 다공성 재료를 모델링할 경우 가진 주파수에 영향을 받는 강성행렬과 질량행렬이 만들어지게 되어 기존의 모델 축소법은 효과적이지 못하게 된다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 이 논문에서는 Quasi-static ritz vector method의 기본적인 개념을 확장하여 여러 개의 중심 주파수(Center frequency)에서 기저를 계산하고 이를 동시에 이용하는 Multi-frequency quasi-static ritz vector method를 제안한다.