• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제3권3호
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• pp.13-24
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• 1999

In this paper, a 2-dimensional novel beam element is developed and a method to replace the 3-dimensional analysis with 2-dimensional analysis is proposed. The developed novel beam element named rigid-ended beam element can consider the effect of three kinds of span points within one element, which was impossible in modeling with the ordinary beam element. Calculated results for the portal frame using the rigid-ended beam element agree with the results using membrane element. And also, the proposed simplified 3- dimensional analysis method which includes two step analysis using influence coefficients shows good accuracy. Structural analysis using the rigid-ended beam element and the simplified 3-dimensional method is revealed to have good computing efficiency due to unnecessity of the elements corresponding to the brackets and simplification of 3-dimensional analysis.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.1-8
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• 2001

A CFD-based design method for transonic axial compressor blades was developed based on three-dimensional Navier-Stokes flow physics. The method employs a sectional three-dimensional (S3D) analysis concept where the three-dimensional flow analysis is performed on the grid plane of a span station with spanwise flux components held fixed. The S3D analysis produced flow solutions nearly identical to those of three-dimensional analysis, regardless of the initialization of the flow field. The sectional design based on the S3D analysis can include three-dimensional effects of compressor flows and thus overcome the deficiencies associated with the use of quasi-three-dimensional flow physics in conventional sectional design. The S3D design was first used in the inverse triode to find the geometry that produces a specified target pressure distribution. The method was also applied to optimize the adiabatic efficiency of the blade sections of Rotor 37. A new blade was constructed with the optimized sectional geometries at several span stations and its aerodynamic performance was evaluated with three-dimensional analyses.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권10호
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• pp.2617-2629
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• 1995

The flow through a centrifugal compressor rotor was calculated using the quasi-3-dimensional and fully 3-dimensional Navier-Stokes solution methods. The calculated results, obtained during the development of the computer codes for both methods are discussed. In the inviscid quasi 3-dimensional analysis, stream function formulation was used for the blade to blade (B-B) plane calculations, and the streamline curvature method was used for the meridional (H-S) plane calculations. In the viscous 3-dimensional flow analysis, a control volume method based on a general rotating curvilinear coordinate system was used to solve the time-averaged Navier-Stokes equations, and a standard k-.epsilon. model was used to obtain eddy viscosity. The quasi-3-dimensional analysis reasonably predicts the pressure distributions and requires much less computation time in the region where viscous effects are not strong; however, it fails to predict velocity field and loss mechanism through the impeller passage. The viscous 3-dimensional flow analysis shows reasonable pressure distributions and typical jet-wake flow field through the impeller passage. Secondary flow and total pressure distributions on cross-sectional planes explain the loss mechanisms through the impeller.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.78-83
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• 2012

The authors suggest the algorithm for the static analysis of a three dimensional solid structure by using the finite element-transfer stiffness coefficient method (FE-TSCM) and the hexahedral element of the finite element method (FEM). MATLAB codes were made by both FE-TSCM and FEM for the static analysis of three dimensional solid structure. They were applied to the static analyses of a very thick plate structure and a three dimensional solid structure. In this paper, as we compare the results of FE-TSCM with those of FEM, we confirm that FE-TSCM introducing the hexahedral element for the static analysis of a three dimensional solid structure is very effective from the viewpoint of the computational accuracy, speed, and storage.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.181-187
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• 2012

방재분야에서 컴퓨터 시뮬레이션 방법을 이용한 많은 연구는 재산 피해를 줄이고 인명을 구할 수 있다. 불연속변형해석법(DDA)은 불연속성 암반의 거동을 해석하기 위한 새로운 컴퓨터 시뮬레이션 방법이다. 현실적으로 대부분의 암반사면은 3차원적 문제이기 때문에 2차원 변형해석은 적용하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 3차원 불연속변형해석법 관한 이론을 기술하였으며, 불연속성 암반에서의 컴퓨터 시뮬레이션 기법으로 새롭게 개발한 3차원 불연속변형해석법을 제안하고, 암반사면의 파괴 거동에 적용했다. 암반사면 현장에 적용하여 결과를 비교 검토함으로써, 암반사면의 변형과 파괴 메커니즘 해석에 있어서 개발한 3차원 불연속 변형 해석법의 적용성에 대한 검증을 하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.18-24
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• 2010

철도차량의 동특성 해석을 위한 기존의 연구는 대부분 2차원 접촉해석에 근거한 근사해법에 의존해 왔다. 최근에 휠-접촉해석에 대한 정확한 해를 구하기 위해 3차원적 접근방법이 제시되고 있지만, 계산시간의 과다로 인해 실제 시뮬레이션 적용에는 효과적이지 못했다. 본 연구의 주요 관점은 효율적인 3차원 휠-레일 접촉 해석을 통해 휠-레일 접촉력을 계산하여 철도차량의 동특성 해석의 새로운 방법을 제시하고자 하는 것이다. 이를 통해, 3차원 휠-레일 접촉해석 및 휠셋의 동적 계산식이 제시된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1989년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.49-52
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• 1989

Some limits are in two-dimensional analysis by finite element method to electromagnetic machine having finite dimension. Therefore three-dimensional analysis by finite element method, which are modeling original form of models are needed in order to gain accurate solutions. This paper present three-dimensional time varing magnetic field analysis method using electric field E and magnetic scarlar potential $\Omega$, and examine sample model.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.97-102
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• 2002

Two dimensional Analysis has been applied to most of tunnel lining design in these days. Two dimensional analysis uses beam or curved beam element for finite element method. But because the behaviors of tunnel concrete lining structure is near to shell, it is required to model the tunnel lining as shell structure for safety design of tunnel lining structure. In this paper, two dimensional analysis by beam element and the three dimensional analysis by shell element of tunnel concrete lining are studied, in which 3 type of tunnel lining and lateral pressure factors are considered. As results of the study, three dimensional analyses of the behavior of tunnel concrete lining structure considering lateral pressure factor shows that the moment of three dimensional analysis is greater than those of two dimensional analysis. The results shows that three dimensional analysis is necessary for safety design of tunnel lining.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.11-20
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• 2021

본 논문에서는 유한요소법과 경계요소법을 결합하여 기하학적으로 급변 부위가 있는 이차원 탄성 정적 문제에 대하여 효율적이고 정확한 해석 결과를 얻기 위한 유한요소법과 경계요소법의 근사 결합 방법을 제시한다. 이차원 문제의 유한요소로서는 3절점, 4절점 평면응력 요소를 적용하고, 이차원 문제의 경계요소로는 3절점 경계요소를 적용한다. 모델링 단계에서는 우선 전체 해석 대상을 유한요소로 모델링한 후에 기학학적 급변 부위를 경계요소로 모델링 하는데, 유한요소의 모델링을 위하여 정의된 절점을 이용하여 경계요소를 정의한다. 해석 단계에서는 전체 해석 대상에 대하여 유한요소 해석을 우선적으로 수행하고, 이후에 경계요소 해석을 자동으로 수행하는데, 경계부에서의 경계조건은 유한요소 해석 결과인 변위 조건과 응력 조건을 적용한다. 수치예제로서 이차원 탄성 정적 문제인 균열이 있는 평판에 대한 해석 결과를 제시하고 고찰한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.76-84
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• 1997

초기설계 단계에서는 선체구조 강도의 신속한 해석을 위해 보요소를 사용한 유한요소 해석이 일반적으로 사용된다. 선체구조를 보요소로 모델링할 때, 브라켓은 해석의 간편화를 위해 강체 요소로 표시된다. 강체 단부의 길이(=span point)는 세 가지 관점 - 굽힘, 전단, 축 변형 - 에 따라서 결정된다. 본 논문에서는, 새로운 2차원 보요소를 개발하였고, 2차원 해석으로 3차원 해석을 대신할 수 있는 방법을 제안하였다. '강체 단부 보요소' 라고 명명된 이 보요소는 한 요소 내에서 세 종류의 span point 효과를 모두 고려할 수 있는데, 이것은 보통의 보요소에서는 불가능한 것이다. 강체 단부 보요소를 사용한 Portal frame 해석결과는 membrane 해석결과와 잘 일치한다. 그리고, 영향계수를 사용한 2단계 해석을 포함하는 준 3차원 해석결과는 좋은 정확도를 보이고 있다. 강체 단부 보요소와 준 3차원 해석방법을 사용한 구조해석은 브라켓에 해당하는 요소가 필요치 않고, 3차원 해석을 단순화시킬 수 있었기 때문에 좋은 계산효율을 가진 것으로 판명되었다.