• 제목/요약/키워드: 3D Finite-difference

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Type3 복합용기 설계 파열압에 관한 실증연구 (An Empirical Study on the Designed Burst Pressure of Type3 Composite Cylinder)

  • 김창종;조성민;김은정;윤기봉
    • 한국가스학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.20-26
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    • 2013
  • 본 연구에서는 수압파열시험 장비를 이용하여 Type3 복합용기의 설계 파열압력에 관한 실증연구를 수행하였다. 고압가스를 저장할 수 있는 6.8L급 사용압 31MPa Type3 복합용기에 대한 유한요소 설계해석을 통하여 파열압을 예측하였고 해석의 정확성을 확인하기 위하여 수압파열시험을 3회 실시하였다. 파열시험설비는 수압으로 최대 400MPa까지 가압이 가능한 장비를 활용하였다. 해석으로 예측된 소형 복합용기의 설계 파열압과 실제 파열시험 결과를 비교한 결과, 값의 차이는 4% 이내로 나타났다. 이를 통하여 해석기법의 신뢰성을 확인하였으며, 본 실증에서 검증된 해석기법을 복합용기의 안전성 확보를 위한 국내인증 및 제품검사에 적용할 예정이다.

세장비가 큰 사각컵 디프 드로잉의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Multi-Stage Deep Drawing Process for High Precision Rectangular Case with Extreme Aspect Ratio)

  • 구태완;하병국;송우진;강범수
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2002년도 금형가공 심포지엄
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    • pp.274-284
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    • 2002
  • Deep drawing process for rectangular drawn section is different with that for axisymmetric circular one. Therefore deep drawing process for rectangular drawn section requires several intermediate steps to generate the final configuration without any significant defect. In this study, finite element analysis for multi-stage deep drawing process for high precision rectangular cases is carried out especially for an extreme aspect ratio. The analysis is performed using rigid-plastic finite element method with an explicit time integration scheme of the commercial program, LS-DYNA3D. The sheet blank is modeled using eight-node continuum brick elements. The results of analysis show that the irregular contact condition between blank and die affects the occurrence of failure, and the difference of aspect ratio in the drawn section leads to non-uniform metal flow, which may cause failure. A series of experiments for multi-stage deep drawing process for the rectangular cases are conducted, and the deformation configuration and the thickness distribution of the drawn rectangular cases are investigated by comparing with the results of the numerical analysis. The numerical analysis with an explicit time integration scheme shows good agreement with the experimental observation.

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Spiral Tube 내에서의 3차원 유동 해석 (A numerical study of 3-D flows in spiral tubes with square cross-section)

  • 김성원;허남건
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1998년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.62-69
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    • 1998
  • Spiral tube heat exchangers can find numerous applications in many engineering field. Flow in spital tubes is interest to engineers due to occurrence of secondary flow which enhances the cross-sectional mixing and the heat transfer rate. In the present study, an incompressible viscous 3-D flow in spiral tubes with rectangular cross-section of various torsion rate and Reynolds number is studied by using a finite volume method. It is shown that the axial velocity profile is affected by the secondary flow motion. Because there is some difference from correlation proposed by Hur et al., a lot of analysis and arrangement of experimental results are needed. This study showed the results of variation of hydrodynamic entry length for torsion and Re numbers.

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3차원 FDTD모사를 이용한 마이크로웨이브 영역에서의 광결정 도파로에 관한 연구 (Study of Photonic Crystal Waveguide in Microwave Regime Using 3D FDTD Simulation)

  • Han, Seung-Ho;Park, Q-Han;Roh, Young-Geun;Heonsu leon
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.184-185
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    • 2003
  • Unlike the conventional waveguide such as optical fiber using total internal reflection, photonic crystal waveguide(PCW), a waveguide made of a line defect in a photonic crystal(PC) structure, does not admit an analytic approach due to its complexity but requires a direct numerical approach. Here, we present numerical results of computer simulation for PCW by using the three-dimensional(3D) Finite-Difference Time -Domain(FDTD) algorithm. (omitted)

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억지말뚝-사면의 상호작용 효과 (Coupled Effect of Pile/Slope Systems)

  • 정상섬;유광호;이선근
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.163-173
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    • 2003
  • 본 연구에서는 억지말뚝으로 보강된 사면에서 한계평형 해석법과 3차원 해석 결과를 비교 분석하였다. 특히, 유한차분법을 이용한 FLAC 3D를 바탕으로 하는 커플링 해석에 주안점을 두었으며, FLAC을 이용하여 전단강도감소기법에 따른 보강사면의 안전율을 계산하기 위해 FLAC의 내장언어인 FISH를 이용하여 작성하였다. 커플링 해석에서 억지말뚝에 의한 안정화된 사면을 해석하기 위해 말뚝의 거동과 사면안정을 동시에 고려하였다. 따라서 본 연구에서는 이 두 방법을 적용하여 일렬 억지말뚝이 사면선단, 중앙부, 정부에 위치할 경우에 있어서 각각의 활동 파괴면 및 안전율을 비교 분석하였으며 강도정수 감소법을 적용한 해석기법의 적용성과 타당성에 대한 분석을 수행하였다.

횡등방성 암반 내 터널의 이방성 해석 (Anisotropic Analysis of Tunnel in Transversely Isotropic Rock)

  • 최미진;양형식
    • 터널과지하공간
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    • 제15권6호
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    • pp.391-399
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    • 2005
  • 본 연구에서는 횡등방성 암반에서 이방성 정도에 따른 응력 차와 3차원 주응력 하의 터널방향, 이방성 정도에 따른 터널 단면에서의 2차원 응력 차를 이론적으로 구하였다. 구해진 응력상황 하의 터널에 대하여 $FLAC^{2D}$를 이용하여 이방성 고려여부에 따른 천단, 측벽, 바닥의 응력 차를 비교${\cdot}$검토하였다. 그 결과 이방성을 무시할 경우 응력 조건에 무관하게 주응력의 크기와 방향이 다르게 나타나며, 이방성 정도가 커질수록 응력차가 증가함을 알 수 있다. 이방성의 방향에 따라 응력 차가 달리 나타나며, 특히 이방성의 방향이 x축으로부터 시계반대방향으로 $45^{\circ}$$135^{\circ}$에서 가장 큰 응력 차가 발생함을 확인하였다.

마이크로스트립 전이를 이용하는 CPW Branch-line 커플러 (Novel Quadrature Branch-line Coupler Using CPW-to-Microstrip Transitions)

  • 이중호;이해영
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권5호
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    • pp.10-16
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    • 2000
  • 본 논문에서는 초고주파 집적회로에서 일반적으로 사용되는 90。 branch-line 커플러를 CPW와 마이크로 스트립의 다른 두 전송선이 조합된 형태로 구성하였다. 4포트 회로망에 대해서 even-odd 모드 해석 방법을 통해서 전송선들의 적절한 특성 임피던스를 결정하고, 효과적으로 전송선의 특성을 예측할 수 있는 유한 차분법 시간 영역 방법으로 전체 구조에 대해서 계산하였다 그리고 실제 제작 및 측정을 통해서 계산과 측정 결과가 잘 일치함을 화인하였다. 새롭게 제안된 커플러는 기존의 커플러의 비해 동작 주파수에서 두 출력 포트로 전력이 균등히 분배되고, 위상차가 90。로 유지되는 등 매우 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.

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Comprehensive evaluating the stability of slope reinforced with free and fixed head piles

  • Xixi Xiong;Ying Fan;Jinzhe Wang;Pooya Heydari
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제32권5호
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    • pp.523-540
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    • 2023
  • The failure of slope can cause remarkable damage to either human life or infrastructures. Stabilizing piles are widely utilized to reinforce slope as a slip-resistance structure. The workability of pile-stabilized slopes is affected by various parameters. In this study, the performance of earth slope reinforced with piles and the behavior of piles under static load, by shear reduction strength method using the finite difference software (FLAC3D) has been investigated. Parametric studies were conducted to investigate the role of pile length (L), different pile distances from each other (S/D), pile head conditions (free and fixed head condition), the effect of sand density (loose, medium, and high-density soil) on the pile behavior, and the performance of pile-stabilized slopes. The performance of the stabilized slopes was analyzed by evaluating the factor of safety, lateral displacement and bending moment of piles, and critical slip mechanism. The results depict that as L increased and S/D reduced, the performance of slopes stabilized with pile gets better by raising the soil density. The greater the amount of bending moment at the shallow depths of the pile in the fixed pile head indicates the effect of the inertial force due to the structure on the pile performance.

FDTD 방법을 이용한 Ku 대역 송수신 겸용 마이크로스트립 단일 소자 해석 및 8X4 배열 안테나 (An Analysis of TX/RX Microstrip Single Element using FDTD at Ku-band and 8X4 Array Antenna)

  • 윤재승;전순익
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권8호
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    • pp.830-838
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    • 2003
  • 본 논문에서는 위성 통신 송, 수신 겸용 단일 마이크로스트립 안테나를 설계, 해석, 제작, 측정하였다. 송,수신 주파수 대역은 각각 14.0~l4.5 GHz, 11.7~12.75 GHz이며, 각각 수직, 수평 편파를 사용한다. 제안된 단일안테나 구조는 수신 대역에 대하여 마이크로스트립 직접 급전, 송신 대역에 대하여 개구면 결합 스트립 라인 급전 방법을 사용하였으며, 높은 이득과 수신 광대역 특성을 위하여 적층된 방사 소자를 사용하였다. 본 연구에서의 단일 소자의 해 석으로 finite difference time domain(FDTD) 방법과 method of moment(MOM)에 의한 방법을 비교하였으며, 유한한 구조와 두 접지면간의 불완전성 등이 해석에 고려되므로 FDTD 방법이 보다 정확함을 알 수 있었다. 제안된 구조는 2차원 구조로의 일반적 확장이 용이하며 송, 수신 8$\times$4 배열에 대하여 수신, 송신-10 dB, -14 dB 이하의 반사계수와 18.6~20.2 dBi, 송신 20.7~21.3 dBi의 이득값을 가져 각각 43~51%, 52~57 %의 방사효율을 가져, 스트립라인 급전에 의해 송신 대역에서 불요방사 수준을 낮출 수 있었다.

압전-구조-음향 연성계의 압전 액츄에이터 최적설계 (Shape Optimization of Piezoelectric Materials for Piezoelectric-Structure-Acoustic System)

  • 왕세명;이강훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1627-1632
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    • 2000
  • Recently, piezoelectric materials have attracted considerable attention because of its self-sensing and actuating properties. To model smart structures, numerical modeling of structures with piezoelectric devices is essential. As many factors affect the performance of smart structures, optimization of these parameters is necessary. In this paper, the shape design sensitivity analysis of the 3D piezoelectric and structural elements is developed and shape optimization is performed. For the evaluation of the sensitivity, the finite element method is used. For the shape sensitivity, the domain velocity field is calculated. An acoustic cavity model is presented as a numerical example to study the feasibility of the formulation. The continuum sensitivity is compared with the results of the finite difference method by ANSYS. And the sequential linear programming (SLP) algorithm is used as the optimization algorithm.

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