• Title/Summary/Keyword: 3차원 유한요소법

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Finite Element Analysis of Temperature Distribution for Power Transformer (유한요소법을 이용한 전력용변압기의 온도분포해석)

  • Ahn, Hyun-Mo;Hahn, Sung-Chin
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.818_819
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    • 2009
  • 본 논문에서는 온도상승의 열원이 되는 권선과 철심의 전력손실을 유한요소법을 이용한 전자계해석과 스타인메츠실험식으로 산정하였다. 온도에 대한 자연대류 열전달계수를 산정하여 경계면에서의 경계조건으로 적용하였다. 열전달 해석을 위해 전력용변압기를 3차원 형상으로 모델링한 후 유한요소법을 이용해 권선과 철심에서의 온도분포를 해석하였다.

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Deformation Behaviors of Materials under Nanoindentation and Their Simulation by Three Dimensional FEM Analysis (재료의 나노압입변형과 그에 대한 3차원 FEM분석)

  • 김지수;양현윤;김봉섭;윤존도;조상봉
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.38-38
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    • 2003
  • 최근 나노기술의 발달과 더불어 나노재료에 대한 특성평가 요구가 높아지고 있고, 따라서 나노스케일로 재료의 기계적 거동을 분석할 수 있는 나노인덴테이션 기법이 심도있게 연구되고 있다. 본 연구에서는 나노인덴테이션을 이용하여 여러 가지 재료의 탄성 소성 변형 거동을 관찰 조사하고 이를 다시 유한요소법(FEM)으로 모사하여 해석하였다. 나노인덴테이션으로 재료 표면에 압입하여 탄소성 변형을 일으켰으며 이때의 가하중과 변형깊이를 측정하여 하중-변형 곡선을 얻었다. 매우 작은 접촉응력 조건하에서는 탄성변형의 비율이 매우 높았는데 하중-변형 곡선으로부터 재료의 나노 경도와 탄성 계수값을 얻을 수 있었다. 실험적으로 얻은 하중-변형 곡선을 3 차원의 유한요소법(FEM)을 이용하여 모사하였는데 상호간에 매우 근접한 결과를 얻을 수 있었다. 이 때 압자의 모양, 압입 깊이, 재료의 종류, 둥을 변수로 하여 여러 가지 조건하에서 압입실험을 하였으며 그 결과를 유한요소법으로 모사하였다.

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3차원 강소성 유한요소법을 이용한 링 로울링 공정의 해석

  • 김낙수
    • Journal of the KSME
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    • v.30 no.3
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    • pp.237-245
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    • 1990
  • 3차원 강소성 유한요소법과 독특한 updating 방법으로 실험결과와 잘 일치하는 실용적인 프로그 램을 개발할 수 있었다. 몇 가지 해석결과의 예에서 알 수 있듯이 소재의 변형을 정확하게 예 측할 수 있고, 임의의 단면현상을 가진 로울에 대하여도 해석이 용이하였다. 링 로울링의 제작 공정을 3차원 강소성유한요소법으로 해석할 수 있고, 실험적으로 해석결과의 타당성을 결정지 음에 따라서, 링 로울링에 대한 연구결과는 보편적인 기대 이상으로 첨단산업분야에 기여할 수 있을 것으로 보여진다. 현재 링 로울링에 대한 국내에서의 관심은 비교적 적은 편이나, 항공우 주산업 분야중 부품제작분야 및 제반 기계공업분야 특히 소성성형가공 분야에서, 해석적 방법의 지속적인 개발 및 실험적 연구와 뒷받침은 궁극적으로 이 분야의 공정 및 소재 설계의 자동화 내지는 전산화로 이끌 것이며, 장차 이 분야를 국제적으로 주도해 나가고자 하는 데 필수적인 것으로 여겨진다.

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두꺼운 복합적층판의 기계적 체결 거동에 대한 유한요소 해석

  • 김유준;김형근;황태경;도영대
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.29-29
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    • 1997
  • 각광 받는 구조재료인 섬유강화 복합적층재에 대한 기계적 체결 거동은 본질적인 재료의 이방성에 의해서 파단강도가 파단 모우드와 매우 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 복합적층판 체결부의 정밀 구조 설계에서는 단순화에 따른 오차를 줄이고 정밀해에 의한 설계 및 해석이 요청된다. 특히, 층간응력 성분을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층 판의 기계적 체결부 해석이나 실제 구조물의 체결부에서 발생하는 굽힘이나 비틀림과 같은 하중 상태를 묘사하기 위해서도 정밀한 3차원 응력 해석은 필요하다. 하지만, 지금까지 기계적 체결부의 거동에 관한 연구는 층간응력 성분들을 어느정도 무시할 수 있는 얇은 평판에 대한 2차원 응력해석에 주로 국한되어 왔으며, 일부 수행된 체결부에 대한 3차원 응력 해석의 경우 여러 단점을 갖는 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 해석이 수행되었을 뿐이다.본 연구는 층간응력 성분들을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층판의 기계적 체결부 해석에 지금까지 사용되어온 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 방법이 갖는 단점들을 개선한 Layerwise 유한요소법을 이용하여 3차원 응력해석을 수행하였다. 특히, 선형상보성원리에 근거한 최적설계 기법을 응용하여, 기계적 체결시 핀과 적층판의 홀 사이에 발생하는 하중 전달 과정을 모사하고, 접촉력에 의한 홀 주위의 복잡하고 국부적인 응력 집중현상을 규명하여본다.

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Finite Element Analysis of Eddy Current Testing for Tubes with 3-Dimensional Defects (3차원 관결함에 대한 와전류탐상의 유한요소해석)

  • Lee, Hyang-Beom;Won, Sung-Yean;Shin, Young-Kil
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.20 no.3
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    • pp.191-199
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    • 2000
  • In this paper, a numerical analysis using the finite element method (FEM) is presented which models the eddy current testing (ECT) of tubes with 3-dimensional defects. For the description of 3-dimensional eddy current problems, the governing equation is derived from the Maxwell's equations. The 3-dimensional FEM formulation with hexahedral elements is carried out using the Galerkin weighted residual method. The INCONEL 600 steam generator tube with inner and outer diameter defects is adopted for the numerical analysis, and the ECT signal, which is the trajectory of the probe impedance, is calculated. For the verification of the numerical analysis method, results of numerical calculations and experiments are compared and they show good agreements. Based on this verification, several defect signals are predicted and their characteristics are investigated with the variation in the defect depth and the circumferential angle of the defect.

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A Three-Dimensional Finite Element Model of Water Circulation (물의 순환에 관한 3차원 유한요소 모형)

  • 정태성
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.10 no.1
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    • pp.27-36
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    • 1998
  • A three-dimensional numerical model of water circulation has been developed. The model employs the equations on $\sigma$-coordinate and the finite element method for numerical integration. To verify accuracy of the model, a series of numerical experiments have been conducted. The experiments include wind-driven currents in an one-dimensional channel, wind-driven currents in a square lake, and tidal current distributions in Masan-Jinhae Bay. The simulation results showed good agreements with the analytic solutions for wind-driven current and the field data sets in Masan-Jinhae Bay. The model can be used widely for modeling of water circulation in the waters with a complex geometry.

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Characteristic Analysis of Spacial Electric Field Distribution in Liquid Crystal of TFT-LCD Panel (3차원 유한요소법을 이용한 TFT-LCD 액정에서의 공간 전기장 분포 특성 분석)

  • Jung, Sang-Sik;Kim, Nam-Kyung;Kim, Dong-Hun;Noh, Min-Ho;Lee, Kyu-Sang
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.22 no.3
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    • pp.91-96
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    • 2012
  • In this paper, a three-dimensional finite element model based on the multi-pixel was constructed to accurately predict electric field distributions including an interference phenomenon between adjacent pixels in the liquid crystal of a complicated TFT-LCD panel. Utilizing the elaborate numerical model, the characteristics of spatial electric field distributions depending on various fault-electrode conditions are thoroughly examined on the basis of the field distribution of a normal electrode condition. The validity of the proposed model is proved by comparing the simulation results with those of the existing optical inspection equipments.

FEM Electrical Resistivity Modeling in Cylindrical Coordinates (원통 좌표계에서의 전기비저항 유한요소 모델링)

  • Choi Wonseok;Kim Jung-Ho;Park KwonGyu;Kim Hak-Soo;Suh Jung-Hee
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.5 no.3
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    • pp.206-216
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    • 2002
  • The finite element method (FEM), a powerful numerical modeling tool for solving various engineering problems, is frequently applied to three-dimensional (3-D) modeling thanks to its capability of discretizing and simulating the shape of model with finite number of elements. Considering the accuracy of the solution and computing time in modeling of engineering problems, it is preferable to construct physical continuity and simplify mesh system. Although there exist systematic mesh generation systems for arbitrary shaped model, it is hard to model a simple cylinder in terms of 3-D coordinate system especially in the vicinity of the central axis. In this study I adopt cylindrical coordinate system for modeling the 3-D model space and define the origin of the coordinates with mathematically clear coordinate transformation. Since we can simulate the whole space with hexahedral elements, the cylindrical coordinate system is effective in handling the 3-D model structure. The 3-D do resistivity modeling scheme developed in this study provides basie principle for borehole-to-surface resistivity survey, which can be a useful tool for the application to environmental problem.

Characteristic Analysis of Eddy Current Testing According to the finite Element formulations (와전류탐상의 3차원 유한요소 정식화에 따른 특성 분석)

  • Lee, Hyang-Beom
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.25 no.5
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    • pp.384-390
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    • 2005
  • In the numerical analysis of En (eddy current testing) using 3-dimensional FEM (finite element method), MVP (magnetic vector potential) and electric scalar potential are used as variables in conductor region. Three dimensional modeling makes number of unknowns increase, and the degree of freedom of variables also makes number of unknowns increase. Because of this reason, modified UP is used to reduce the number of unknowns. Gauge condition is enforced artificially on existing FEM formulations to insure the uniqueness of MVP. So in this paper the effects of these FEM formulation procedures on ECT are investigated and the appropriate FEM formulation is suggested for accurate ECT simulation.