• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.10 no.1
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• pp.23-28
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• 2010

Reliable dynamic analysis is essential in order to properly maintain structures so that structural hazards may be minimized. The finite element method (FEM) is proven to be an affective approximate method of structural analysis if proper element types and meshes are chosen. When the method is applied to dynamics analyzed in time domain, the meshes may need to be modified at each time step. As many meshes need to be generated, adaptive mesh generation schemes have become an important part in complex time domain dynamic finite element analyses of structures. In this paper, an adaptive mesh generation scheme for dynamic finite element analyses of structures is described. The concept of representative strain value is used for error estimates and the refinements of meshes use combinations of the h-method (node movement) and the r-method (element division). The validity of the scheme is shown through a cantilever beam example under a concentrated load with varying values. The example shows reasonable accuracy and efficient computing time. Furthermore, the study shows the potential for the scheme's effective use in complex structural dynamic problems such as those under seismic or erratic wind loads.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.25 no.4
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• pp.21-28
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• 2024

In this study, a polyhedral domain decomposition method for Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) analysis is introduced. SPH which is one of meshless methods is a numerical analysis method for fluid flow simulation. It can be useful for analyzing fluidic soil or fluid-structure interaction problems. SPH is a particle-based method, where increased particle count generally improves accuracy but diminishes numerical efficiency. To enhance numerical efficiency, parallel processing algorithms are commonly employed with the Cartesian coordinate-based domain decomposition method. However, for parallel analysis of complex geometric shapes or fluidic problems under dynamic boundary conditions, the Cartesian coordinate-based domain decomposition method may not be suitable. The introduced polyhedral domain decomposition technique offers advantages in enhancing parallel efficiency in such problems. It allows partitioning into various forms of 3D polyhedral elements to better fit the problem. Physical properties of SPH particles are calculated using information from neighboring particles within the smoothing length. Methods for sharing particle information physically separable at partitioning and sharing information at cross-points where parallel efficiency might diminish are presented. Through numerical analysis examples, the proposed method's parallel efficiency approached 95% for up to 12 cores. However, as the number of cores is increased, parallel efficiency is decreased due to increased information sharing among cores.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.719-719
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• 2015

본 논문에서는 소형 컴프레셔 모터의 정확한 손실 계산을 위하여 PWM 파형을 이용하여 컴프레셔 모터의 철손과 효율을 해석하였다. 시험을 통하여 PWM 파형을 측정하였으며, 측정된 파형을 해석에 필요한 전류원으로 사용하였다. 이를 통하여 고조파 성분이 포함되었을 때의 철손을 해석할 수 있었으며, 모터의 효율을 계산하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2000.04b
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• pp.125-132
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• 2000

하중전달의 문제는 구조체가 하중을 지지할 때 하중을 받는 부재로부터 하중을 지지하지 않는 쪽의 구조로 얼마만큼의 하중이 전달되는가를 해석하는 것이라고 간단히 정의 할 수 있다. 효율적인 Load transfer mechanism 은 구조체의 설계와 해석의 중요한 인자와 직접적으로 관련이 되어 있기 때문에 구조체의 해석시에는 이러한 하중전달의 개념이 반드시 포함되어야 한다. 그러나 일반적인 구조체의 해석시에는 하중전달의 개념은 그 해석의 어려움과 이론적인 해석해의 부재 그리고 본질적으로 존재하는 복잡성 때문에 무시되어져 왔다. 또한 이러한 하중전달의 문제가 다른 역학적인 거동과 연관되어 해석되어 질때는 그 이론적인 해는 구할 수가 없게 된다. 따라서 본 연구에서는 다층구조체에 존재하는 하중전달의 문제를 구조체 내에 존재하는 불연속면의 영향을 고려하수 있는 수치해석적인 모델의 개발을 통하여 하중전달효율의 개념으로 분석하여 각각의 불연속면의 영향에 따른 구조체내에 존재하는 하중전달의 현상을 규명하고자 한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.485-494
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• 1999

본 연구에서는 요소를 사용하지 않고 절점들만을 이용하여 해석이 가능한 새로운 수치해석기법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 임의의 균열의 성장과정을 해석할 수 있는 효율적인 알고리즘을 개발하고, 이를 바탕으로 균열의 성장방향과 경로를 정확히 추정하여 일련의 균열진전해석을 수행할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 균열해석에 있어서는 균열선단의 특이성과 균열면의 분연속성을 수치적으로 반영할 수 있는 기법을 도입하여 균열을 모형화하였으며, 선형탄성파괴역학이론에 근거하여 균열해석과정을 정식화하였다. 또한, EFG 형상함수가 kronecker delta 조건을 만족시키지 못함으로써 발생하는 필수경계조건의 처리문제를 penalty법을 이용하여 해결하였다. 개발된 균열진전해석 알고리즘을 정지상태와 성장하는 상태에 있는 모드 Ⅰ, 모드 Ⅱ 및 혼합모드상태의 대표적인 균열문제들에 적용하여 응력확대계수와 균열성장방향 및 균열의 성장경로를 추정하고 이를 이론적·실험적 결과들과 비교함으로써 그 정확성과 효율성을 검증하였다.

• Water for future
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• v.29 no.1
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• pp.141-150
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• 1996

Steady state analysis of pressure and flow in water supply piping systems is a problem of great importance in hydraulic engineering. The basic equations consist of continuity equation and energy equation. The network equations are solved iteratively by using linear solution method. The resulting linear simultaneous equations are solved by frontal method. Frontal method, which is suitable to sparse matrix, gathers only non-zero entries in coefficient matrix. The suggested methodology can analyze faster than the existing routines by using smaller computer memory. The model presented in this study shows accurate and efficient results for various piping systems.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.3
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• pp.231-242
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• 2009

In the design of a sky-bridge, repetitive boundary nonlinear time history analyses are required to accurately predict dynamic behaviors of the connected buildings because the connection systems of a sky-bridge usually have high nonlinearity. If a conventional finite element model for entire high-rise buildings is used for repetitive boundary nonlinear time history analyses, computational efforts could be significant. In this study, an equivalent cantilever model considering the belt-wall effect has been proposed for an efficient dynamic analysis and a performance evaluation of vibration control of high-rise buildings connected by a sky-bridge. To verify the accuracy and efficiency of the proposed equivalent model, boundary nonlinear time history analyses of 49- and 42-story example buildings connected by a sky-bridge have been performed for wind excitation. Based on the analytical results, it has been verified that the proposed equivalent model can provide accurate dynamic responses of building structures connected by a sky-bridge with significantly reduced computational efforts.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.7 no.2
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• pp.141-153
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• 1987

The prediction of the exact behavior of multistory building is one of the most complicated problem encountered in structural engineering practice. An efficient computer method for the three dimensional analysis of building structures is presented in this paper. A multistory building is idealized as an assemblage of a series of rectangular plane frames interconnected by rigid floor diaphragms. The matrix condensation technique is employed for the reduction of degrees of freedom, which results in a significant saving in computational efforts and the required memory size. Kinematical approach was used to assemble condensed stiffness matrices of plane frames into a three dimensional stick model stiffness matrix. The static analysis follows the modified tridiagonal approach. Since this procedure utilizes the condensed stiffness matrix of the structure, the dynamic equations of motion for the story displacement are developed by assigning proper mass for each story. Analysis results of several example structures are compared to those obtained by using the well-known SAP IV for verification of the accuracy and efficiency of the computer program PFS which was developed utilizing the method proposed in this study. The analysis method proposed in this study can be used as an efficient and economical means for the analysis of multistory buildings.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06e
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• pp.103-106
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• 1998

본 논문은 상용 FEM-BEM 프로그램을 사용하여 점-조화 가진(harmonic point excitation)에 의한 자유지지 경계 조건을 갖는 원통 셸(cylindrical shell)의 방사 효율(radiation efficiency) 실험의 결과와 비교하였다. 우선 충격 해머 실험(impact hammer test)을 통한 모드 시험(modal testing)으로 원통 셸의 공진 주파수(natural frequency)와 모드 형상(mode shape)의 특징을 살펴보고 다음으로 점-조화 가진에 의한 원통 셸의 방사 효율을 SYSNOISE와 ANSYS로 해석해 보았다. 동시에 음향 세기 실험을 통한 방사 효율을 측정하여 전산 해석의 결과와 실험의 결과를 비교해 보았다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1568-1572
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• 2007

지역빈도해석은 우리나라와 같이 자료 기간이 짧은 경우 지점빈도해석보다 더 정확한 확률강우량을 산정할 수 있는 기법이다. 지역빈도해석을 통한 확률강우량 산정 결과는 수문학적으로 동질한 지역의 구분 결과에 따라 달라진다. 지역을 구분할 때에는 강우에 영향을 미치는 다양한 변수들이 사용될 수 있다. 변수의 유형과 개수가 지역 구분의 효율성을 좌우하기 때문에 활용 가능한 모든 변수들의 정보를 요약할 수 있는 변수들을 선택하는 것이 지역 구분의 효율성 면에서 유리하다고 할 수 있다. 이런 면에서 지역 구분의 효율성을 증대시킬 목적으로 다변량 분석 기법이 활용될 수 있다. 본 연구에서는 주성분 분석, 요인 분석, Procrustes analysis와 같은 다변량 분석 기법을 활용하여 42개의 강우 관련 변수들을 33개의 변수로 줄일 수 있었다. 분석 결과 변수 개수 감소로 인한 정보 손실은 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 이러한 기법에 의한 변수 차원의 축소는 지역 구분의 효율성 향상에 기여할 수 있는 것으로 판단된다. 선정된 변수들을 바탕으로 군집해석을 수행하여 지역을 구분하였고, L-모멘트에 근거한 이질성척도(H)를 활용하여 구분된 지역의 동질성을 검토하였다. 또한 L-모멘트에 근거한 적합성 척도(Z)를 적용하여 구분된 지역에 적합한 확률분포형을 선정하였고, 선정된 적정 확률분포형을 바탕으로 각 지역에 대한 성장 곡선(growth curve)을 유도하였다.