• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.335-341
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• 2009

본 논문에서는 MLS기반 유한요소에 대한 현재 개발상황에 대한 개관과 향후 예상할 수 있는 응용분야에 대한 제안을 하였다. 이동최소제곱근사를 이용하여 형상함수를 생성하는 MLS기반 유한요소는, 요소의 경계에서 기존 유한요소의 성질-크로네커 델타 조건-을 가지면서도 기존 요소가 갖지 못했던 임의의 절점 추가가 자유롭다는 장점이 있어 다양한 변절점 요소로의 개발이 이루어져 왔다. 선형 또는 이차형상함수를 갖는 2차원 변절점요소 뿐 아니라, 균열선단과 균열면을 포함하고 있는 2차원 균열요소와 3차원에서의 제한적인 변절점요소 등이 개발되어 다양한 불연속성 문제에 적용 가능함이 입증되었다. 이러한 MLS기반 유한요소는 향후 2차원 변절점 3각요소, 2차원 삼각균열요소, 변절점 쉘요소, 균열 쉘요소, 마칭큐브알고리즘에 적합한 3차원 다면체요소로의 개발이 가능할 것으로 예상되며, 본 논문에서는 그 일례로 3차원 다면체요소를 이용한 대퇴골의 요소망 생성을 보였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.43-50
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• 2018

본 연구에서는 곡선형 보의 선형탄성 3D Solid 유한요소 모델을 구축하고 외력이 작용하였을 때 유한요소 해석을 수행하였다. 유한요소 해석결과와 이론해 결과의 오차는 대부분의 위치에서 1% 내외로 발생하는 것으로 보아 이론해와 잘 부합한다고 판단된다. 검증된 유한요소 모델을 이용하여 시간이력해석을 수행하였으며 시간이력해석결과 경주 지진파 적용 시 가장 작은 결과가 나타났으며 이는 경주 지진파의 특성이 고주파 성분의 영역의 특성을 보이기 때문이다. 또한 곡선형 보의 곡률중심을 $45^{\circ}$로 감소시켜 동적 해석을 수행하였을 때 Lomaprieta 지진파의 Von-Mises 결과가 647.824MPa로 가장 큰 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권4호
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• pp.234-244
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• 2004

주파수 영역 유한요소 파동방정식의 3차원 모델링은 거대한 크기의 산재행렬(sparse matrix)인 임피던스 행렬을 풀어야 한다. 이러한 이유 때문에 파동방정식의 3차원 모델링은 주로 시간 영역에서 이루어지고 있다. 이 연구는 주파수 영역 파동방정식의 유한요소 3차원 모델링 연구의 일환으로 라플라스 영역에서 1개 주파수에 대한 파동방정식 해를 이용하여 주시와 진폭을 계산할 수 있는 SWEET(Suppressed Wave Equation Estimation of Traveltime) 알고리즘과 병렬 유한요소 솔버를 결합하여 주파수 영역 3차원 모델링을 시도 하였다. 이렇게 계산된 주시와 진폭은 파선이론에 기반하여 계산된 주시와 진폭과 달리 급경사 구조 또는 수평 속도의 비가 큰 곳에서도 정확하게 계산되며, Kirchhoff 구조보정에 유용하게 사용될 수 있다. 연구의 결과를 검증하기 위하여 SEG/EAGE 3D 암염 모델의 주시와 진폭 계산에 적용하여 이를 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1237-1242
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• 2011

족저부의 압력 분포를 해석하기 위하여 인체에 근접한 족부 상세 해석용 모델을 개발하였다. 이 상세 해석용 모델은 족부의 단층촬영 영상(CT scan image)으로부터 밀도 차이에 따라서 골격부와 피부 및 피하조직을 각각 3D CAD 모델로 변환한 후에 결합하여 구성하였며, 근육과 뼈, 피부 모두를 반영한 3D 족부 유한요소해석 모델로 개발하였다. 개발된 3D 족부 유한요소모델에 대하여 NASTRAN의 접촉해석을 수행하여 족저압의 분포를 계산하였으며, 이러한 결과는 균일분포압력을 작용시키는 당뇨병 환자용 신발 설계의 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권3호
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• pp.206-216
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• 2002

유한요소법은 다양한 공학문제에 대해 수치적으로 해를 구하는 방법으로, 유한개의 요소를 이용하여 모형의 형상을 자유롭게 설정할 수 있기 때문에 3차원 모델링에 많이 적용된다. 공학에서 모델링은 해의 정확도와 계산시간이 중요한 의미를 가지므로, 유한요소법을 이용할 경우 주어진 공간에 대해 물리적인 연속성을 가지며 간단한 방법으로 요소를 구성하는 것이 효율적이다. 그러나 기존의 유한요소법에서는 구조적으로 복잡한 대상에 대해서 체계적인 요소 구성방식이 존재하나, 기하학적으로 단순한 원통형 물체에 대해서는 원통의 중심부에 대한 묘사가 자유롭지 못하다. 이 연구에서는 기존의 좌표변환식에서 처리할 수 없었던 좌표계의 원점을 수학적으로 정의하여 완전한 원통 좌표계에서의 유한요소법을 구성하고자 한다. 원통 좌표계에서는 모든 영역을 육면체 요소로 구성하여 유한요소법을 적용할 수 있으므로 원통형 물체나 공간으로 표현되는 시스템의 구조해석에 효율적이다. 한편, 이 방법은 단일 시추공과 지표의 탐사선으로 구성된 새로운 방식의 시추공-지표간 전기비저항 탐사법을 수행할 수 있는 기초를 제공하며, 이를 이용할 경우 전기비저항탐사의 환경 분야에 대한 적용성을 높일 것으로 판단한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.25-34
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• 2008

프리스트레스트 띠장을 적용한 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 프리스트레스트 띠장을 적용한 흙막이 시스템의 거동을 규명하기 위하여 3 차원 유한요소 모델이 적용되었다. 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 모델링 절차와 방법이 제시되었다. 지반, 벽체, 버팀보 및 프리스트레스트 띠장 시스템을 구성하고 있는 띠장, 받침대, 강선에 대한 모델링과 지반-벽체 그리고 벽체-띠장 간의 접촉면 모델링이 제시되었다. 벽체 횡방향 변위, 버팀보 축력, 프리스트레스트 띠장 시스템 부재인 띠장과 받침대 축력에 대한 유한요소 해석결과가 현장 계측결과와 비교 검증되었다. 검증된 3 차원 유한요소 모델을 이용하여 강선 인장력 변화에 따른 새로운 프리스트레스트 띠장의 휨모멘트와 변형 거동이 규명되었으며 이에 따른 흙막이 벽체 배면에서의 토압 거동이 규명되었다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.317-321
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• 2022

본 연구에서는 머신 러닝을 통해 하중 유형에 따른 구간을 나누어 각 하중 유형에 강한 적층 각도 순서가 배치되는 PIC 설계 방법이 범퍼 빔에 적용되었다. 머신 러닝을 적용하기 위한 학습 데이터의 입력 값과 라벨은 각각 전체 요소 중 일부인 참조 요소의 좌표와 하중 유형으로 정의되었다. 좌표 값을 나타내는 방법인 2D 표현 방법과 3D 표현 방법을 비교하기 위하여 각각의 방법으로 학습 데이터 생성 및 머신 러닝 모델이 학습되었다. 2D 표현 방법은 유한요소 모델을 각 면으로 나누고 그에 따른 학습 데이터 생성 및 머신 러닝 모델을 학습시키는 방법이며, 3D 표현 방법은 유한요소 모델 전체에서 학습 데이터를 생성하여 하나의 머신 러닝 모델을 학습시키는 방법이다. 머신 러닝 모델의 성능에 영향을 미치는 하이퍼파라미터는 베이지안 알고리즘을 통해 최적 값으로 튜닝되었으며, 튜닝 된 모델 중 k-NN 분류 방법이 가장 높은 예측률과 AUC-ROC로 나타났다. 그리고 2D 표현 방법과 3D 표현 방법 중 3D 표현 방법이 더 높은 성능을 보였다. 튜닝 된 머신 러닝 모델을 통해 예측된 하중 유형 데이터가 유한요소 모델에 매핑되었으며, 유한요소 해석을 통해 비교 검증되었다. 3D 표현 방법의 머신 러닝 모델로 설계된 PIC 방법이 강도 측면에서 더 우수함이 검증되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.125-135
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• 2012

잔류응력 생성을 위한 대부분의 숏피닝 유한요소 해석모델은 숏볼이 재료표면에 수직으로 충돌하는 것을 가정한다. 하지만 실제 피닝공정에서 숏볼은 경사각을 갖고 재료표면에 충돌한다. 본 논문 에서는 잔류응력평가를 위한 3차원 경사충돌 유한요소 해석모델을 제안하였다. 다중경사충돌 유한요소 해석모델을 이용하여, 투사각, 충돌패턴, 숏볼수량 등 피닝인자들이 해석해에 미치는 영향을 조사하였다. 아울러 숏볼의 소성변형도 고려하였다. 유한요소해와 XRD 실험해의 비교를 통해 해석모델의 유효성을 검증했다. 본 논문에서 제안된 모델은 다양한 경사각에 대한 다중숏 충돌 유한요소 해석모델의 기초가될 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.233-241
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• 2003

최근 들어 지오텍스타일 튜브공법은 과거의 임시공법의 한계를 극복하고 다양한 분야에서 주요적용공법으로 활용이 확대되고 있다. 본 연구에서는 수치해석기법을 활용하여 지오텍스타일 튜브의 시공과정에서의 거동에 대하여 연구를 수행하였으며, 수치해석결과를 기존 연구 발표된 현장 모형시험 결과와 비교 분석하였다. 수치해석은 평면변형해석과 3차원 유한요소해석 기법을 이용하여 채움 과정에서 발생하는 정수압에 따른 지오텍스타일 튜브의 형태변화와 실대형 현장실험 결과를 비교 분석하였다. 또한, 3차원 유한요소해석에서는 정수압과 지오텍스타일의 강성변화에 따른 매개변수 해석을 통하여 지오텍스타일 튜브공법의 3차원 유한요소해석 기법을 제시하였다. 평면변형 해석이론에 의한 수치해석은 지오텍스타일 튜브 전용해석 프로그램인 GeoCoPS(version 2.0)를 활용하였으며, 3차원 유한요소 해석은 범용 유한요소해석 프로그램 ABAQUS(version 5.88)를 이용하였다. 평면변형 해석과 3차원 유한요소해석 결과 모두 실대형 현장실험 결과와 근접한 거동을 나타내었으며 적용토사의 종류 및 해석상의 가정사항으로 약간의 차이점들은 발생하지만 평면변형해석 및 3차원 유한요소해석방법을 통하여 채움과정에서의 지오텍스타일 튜브의 거동을 예측할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2D호
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• pp.135-141
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• 2010

국내 줄눈콘크리트 포장 다웰바의 경우 합리적 근거가 없이 경험에 의하거나 국외의 기준에 의해 설계시공되고 있다. 다웰바를 합리적으로 설계하기 위해서는 다웰바 거동에 대한 고찰이 요구되며 이에 3차원 유한요소해석을 이용하여 분석하였다. 다웰바의 거동을 평가하기 위해서 다웰바의 3차원 유한요소해석과 다웰바 거동에 대한 대표적인 모델인 Timoshenko 이론을 비교분석하였다. 본 연구에서는 다웰바의 사이즈 및 배치에 대한 합리적인 설계를 하기 위해서 3차원 유한요소해석을 사용하여 다웰바의 그룹작용(Dowel Group Action) 범위와 차량바퀴의 주행경로(Wheel Path)분포를 고려하여 슬래브 처짐을 감소시킬 수 있는 다웰바 최적배치를 제시하였다.