• 제목/요약/키워드: Boundary Element Analysis

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부유식 해상풍력발전기용 반잠수식 계류 풀리의 강도 성능평가를 위한 구조해석과 축소 모형시험 (Structure Analysis and Scale Model Test for Strength Performance Evaluation of Submersible Mooring Pulley Installed on Floating Offshore Wind Turbine)

  • 송창용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.479-487
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    • 2023
  • 최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

서사 웹툰에서 템포 연출의 재미 요소에 대한 연구 -<묘진전>을 중심으로- (A Study on the Tempo Direction of Narrative Webtoons -Focusing on -)

  • 김성재
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권47호
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    • pp.193-215
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    • 2017
  • 이번 연구에서는 템포가 서사 웹툰의 재미에 영향을 미치는 요소라는 점을 연구하였다. 서사 웹툰에서 재미를 만들어 내는 요소는 많지만 본 연구에서 주목한 이론은 긴장의 축적과 해소이다. 이현비는 그의 저서 <재미의 경계>에서 긴장의 축적과 해소가 재미를 만들어내는 요소라고 말하였다. 이야기에 있어 긴장감은 독자를 이야기 속으로 끌어 들여 몰입감을 만들어 낸다. 하지만 이야기 진행 내내 긴장감을 유지시킨다면 독자들은 긴장감에 무감해지기 때문에 긴장의 축적과 해소를 번갈아가게 사용하여 몰입감을 유지시켜줘야 한다. 서사 웹툰에서 긴장의 축적과 해소를 만들어내는 연출 중 하나가 템포 연출이다. 장편구조를 가진 서사 웹툰을 창작함에 있어 사건이 발생하는 순간부터 끝나는 순간까지 시간의 순서대로 사건 전체를 모두 서술하는 건 쉽지 않는 일이다. 그렇기 때문에 서사 웹툰을 진행함에 있어 스토리시간과 서술시간의 차이 필연적으로 발생할 수밖에 없고, 이 시간의 차이를 템포라고 한다. 이런 템포는 서사웹툰 연출에서 이야기의 호흡을 조절하여 독자들을 작품에 몰입시켜 재미를 만들어낸다. 템포연출이 이런 역할을 하는 것은 템포연출의 발생이 이야기의 정보와 관련이 있기 때문이다. 이야기를 실질적으로 진행시키는 정보는 재미형성의 필수요소인 긴장의 축적과 해소를 만들어내고, 템포는 완급을 조절하여 긴장의 축적과 해소의 효과를 극대화 시켜주는 것이다. 서사 웹툰에서의 템포연출은 칸과 칸새를 이용한 연출이 사용된다. 칸과 칸새를 이용한 장면연출은 완급과 강약을 고려하여하는데 이를 가능하게 하는 건 칸과 칸새가 가지는 시간성 때문이다. 본 논문에서는 <묘진전> 1화의 분석을 통해 서사웹툰에서 템포연출이 어떻게 사용되는지 분석한다. 이를 통해 템포연출이 서사웹툰에서 재미를 만들어 내는 요인 중 하나라는 사실을 밝혀내고, 향후 재미를 창출해 내는 연출 연구에 대한 이론적 근거를 제시하는데 연구의 의의가 있다 하겠다.

서로 다른 형태의 임플란트의 식립토크가 골에 미치는 열변화에 관한 연구 (Analysis of thermal changes in bone by various insertion torques with different implant designs)

  • 김민호;여인성;김성훈;한중석;이재봉;양재호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.168-176
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    • 2011
  • 연구 목적: 임플란트 식립시에 발생할 수 있는 열변화는 임플란트의 실패를 초래할 수 있다. 식립토크에 따른 열변화 양상을 파악함으로 임플란트의 형태에 따른 차이점과 적절한 식립토크가 어떤 것인지 파악하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 실험재료로는 두께 15 - 20 mm의 소 견갑골을 가로 35 mm, 세로 40 - 50 mm 크기가 되도록 골편으로 자르고 이중에 피질골의 두께가 2 - 3 mm 되는 표본을 선정한 후 표본의 반을 $36.5^{\circ}C$ 수조에 실온 $25^{\circ}C$에 노출 시켜 내부 온도는 평균 $36.5^{\circ}C$, 표면온도 $28^{\circ}C$가 되도록 설계하였다. $4.5{\times}10\;mm$의 외부육각을 가지는 Br${\aa}$nemark 형태의 임플란트와 $4.8{\times}10\;mm$의 Microthread 형태를 지니는 내부연결 형태의 임플란트를 과도한 식립토크로 식립하고 온도 측정은 계측점에서 0.2 mm 이내에 열전대를 위치시켜 기록하였다. 삼차원유한요소 분석은 골의 형태를 가로 4 cm, 세로 4 cm, 높이 2 cm의 직육면체로 가정하고, 직육면체 윗면에서 2 mm까지를 피질골, 그 아랫부분을 해면골이라고 가정하였다. 마찰열은 매식이 종료된 상황에서 골에 남는 cavity 모양을 기초로 경계조건을 부여하였다. CAD 프로그램인 SolidWorks 소프트웨어를 이용하였고, 이를 유한요소 구조해석용 프로그램인 Abaqus 6.9-1로 불러들여 해석하였다. 결과 및 결론: In vitro실험에서 Microthread type의 임플란트가 상대적으로 더 높은 최고점 온도를 보여주고 있으며 이는 임플란트의 형태에 따른 마찰열 발생이 주요 원인으로 보인다. 유한요소분석을 통해 살펴본 결과 Br${\aa}$nemark 형태의 임플란트의 경우 50 Ncm이상에서 Microthread를 가지는 형태의 경우에는 35 Ncm이상에서 Eriksson 등이 보고한 역치를 초과하는 온도가 발생하였다. 이를 통해 볼 때 Microthread type 이 식립토크에 따른 온도 증가가 더 민감함을 알 수 있다. 실험결과를 통해서 서로 다른 형태의 임플란트 식립시에 임플란트의 형태에 따라 적절한 삽입토크를 부여하는 것이 성공적인 임플란트 시술에 중요한 요소 중에 하나임을 알 수 있었다. 특히 Microthread를 갖는 임플란트 형태는 높은 초기고정성을 얻을 수 있다는 장점이 있는 반면 과도한 식립 토크로 인한 열 손상 가능성을 가질 수 있으므로 골량과 골질의 신중한 평가와 적절한 수술기법이 필요할 것으로 생각된다.

강박장애에서 LORETA 영상을 이용한 P300 국소원의 통계적 분석 (The P300 Source Localization in the Patients with Obsessive-Compulsive Disorder using the LORETA Imaging and SPM)

  • 박성근;최정석;유소영;이보름;강승석;노규식;하태현;권준수
    • 생물정신의학
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    • 제10권2호
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    • pp.168-176
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    • 2003
  • Objectives:We investigated the characteristics of P300 generators in obsessive-compulsive disorder(OCD) patients by using voxel-based statistical parametric mapping of current density images. Methods:P300 generators, produced by a rare target tone of 1500Hz under a frequent non-target tone of 1,000Hz, were measured in 15 right-handed OCD patients and 15 controls. Low Resolution Electromagnetic Tomography(LORETA), using a realistic head model of the boundary element method based on individual MRI, was applied to the 128-channel EEG. Statistical parametric mapping(SPM) was applied for the statistical analysis. Results:We found that both groups had the mean current density of P300 in the parietal, temporal and prefrontal lobe. There was a trend for decreased current density in the prefrontal area in OCD patients. The statistical comparison showed current density increase in the supraparietal area, a statistically significant longer P300 latency and a trend for reduced P300 amplitude in OCD patients. Conclusion:It suggests that P300 source of both groups exists in multiple brain regions at the same time. And both groups had no statistically significant differences in the current density of P300 except for increased current density in the supraparietal area in OCD patients. But, considering the statistically significant longer P300 latency, a trend for reduced P300 amplitude and relative mean current density reduction in the prefrontal area in OCD patients, this study suggests that the frontal lobe may have a reduced normal inhibitory process in OCD patients.

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낮은 강도를 갖는 산 안드레아 단층의 열탄성 특성 (Thermoelastic Aspects of the San Andreas Faults under Very Low Strength)

  • 박무춘;한욱
    • 한국지구과학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.315-322
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    • 2000
  • 본 연구는 장기간에 걸쳐 산 안드레아 단층계 내에서 56개 지점의 단층이동률에 대한 지질학적인 측정자료를 기준으로 모델을 설정하였다. 모델은 산안드레아 단층을 중심으로 한 수렴대에서 낮은 마찰(${\mu}$=0.3)을 갖는 단층군에 대해 최적의 결과를 보여주고 있다. 저강도를 갖는 단층에 대해 국지적인 이상값이나 대표값을 결정하는 것은 분명히 중요한 의미를 갖는다. 더욱이 이러한 연구는 지구조적인 체계에서의 단층의 강도를 결정하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 예상치 못한 원인에 의한 공극압력이나 마찰법칙의 적절성에 대한 의문을 고려하지 않을 수 없을 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 다른 가설하에서 단층의 유체학적인 모의 실험이 가능한 유한요소법을 적용하기 위해 세 가지의 단층분석 모델을 시도하였다. 계산된 모델은 추정된 유체역학적 특성과 판구조경계 조건을 만족하며, 현재의 지진파 표면속도, 변형률과 강도의 예측값을 나타내고 있다. 모델 연구의 결과는 평균 단층이동률, 강도의 방향과 측지학적인 자료의 예측값 범위 내에서 실제 측정치에 접근하고 있음을 보여준다. 본 연구는 저강도를 갖는 산 안드레아 단층계에서의 상호관련성을 해석하기 위한 열탄성 특성의 적용 결과를 잘 제시하고 있다.

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등분포하중 하에서 미분구적법(DQM)을 이용한 곡선 보의 내평면 신장 좌굴해석 (In-Plane Extensional Buckling Analysis of Curved Beams under Uniformly Distributed Radial Loads Using DQM)

  • 강기준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.265-274
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    • 2018
  • 빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가가 이러한 구조물의 동적거동해석에 필요한 정확한 해법 발전에 괄목할 만한 기여를 해왔다. 탄성곡선 보의 안정성거동은 많은 연구자들의 한 과제분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한치분법이나 유한요소법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 컴퓨팅시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중 은 컴퓨터 용량을 과도하게 사용할 뿐만 아니라, 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. DQM을 이용하여 곡선 보의 아크 축 신장을 고려한 내 평면 좌굴을 등분포 하중 하에서 해석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. DQM은 적은 격자점을 사용하고도 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다 (0.3% 미만). 다양한 변경에 따른 새로운 결과가 또한 제시 되였고, 그 결과는 곡선 보의 좌굴거동에 중요한 역할을 보여주었고, 다른 수치해석결과 혹은 실험결과비교에 사용될 수 있다.

탱크 내 격벽에 의한 간극 변화가 선박 운동에 미치는 영향 연구 (A Study of Sloshing Tank on Vessel Motions with Various Baffle Clearance)

  • 김경성;유선진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.796-802
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    • 2018
  • 선박의 유체 저장 탱크 내부의 적재용량에 의한 선박 운동 고유 특성의 변화는 많은 실험 과 연구를 통해 밝혀졌다. 또한 이러한 현상에 의한 선박 운동 특성 변화를 최소화하기 위한 장치는 지속적으로 연구 및 개발되고 있으며, 특히 횡동요 운동에 대한 저감효과에 대한 부분이 주를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 장치 중 하나인 저장탱크 내부의 격벽에 의한 횡동요 저감장치의 길이 변화에 따른 간극의 변화에 의한 선박 운동의 변화를 수치 시뮬레이션 하였다. 본 연구를 위해 경계요소법 기반의 부유체 운동 프로그램과 입자법 기반의 전산유체역학 프로그램이 동적 연성된 프로그램을 사용하였으며, 동적 연성된 프로그램은 동일 실험과의 비교를 통해 검증하였다. 검증된 프로그램은 격벽의 길이를 달리하여 간극에 변화를 준 다양한 경우에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 액체 저장률의 변화 및 액체 탱크 내부의 격벽에 의한 간극의 차이에 의해 선박 운동 특성이 변화함을 응답 진폭 함수의 비교를 통해 확인하였다. 주목할 만한 결과로써 적재용량에 따라 변화하는 선박의 운동 특성이 간극을 조정함으로써 동일한 선박 특성을 가지게 됨을 확인하였으며, 이는 격벽에 의한 간극의 조종을 통한 선박 운동 제어가 가능함을 보여준다. 추후 격벽의 수 및 각기 다른 길이를 가진 격벽에 의한 연구를 수행하여 격벽 길이 조정을 통한 선박 운동 특성 제어에 대한 연구를 수행할 계획이다.

결함을 갖는 불연속평판 구조물의 안정성 연구 (A Study on the Stability of Uncontinuous Plate Structures with Cracks)

  • 이선우;김시영;홍봉기
    • 수산해양기술연구
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    • 제20권1호
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    • pp.37-42
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    • 1984
  • 응력집중부에 존재하는 균열에 대해서 J 평가식은 그 주위의 응력집중부의 국부변형과의 관계에 대해서 인장 및 압축이 있는 두곳에서 BEM 해석과 광탄성 실험한 결과와 COD 및 J치의 무차원량 J 하(E) /$\sigma$ 하(y) 상(2) a와 그 경우의 평균변형 및 항복변형의 비(e/e 하(y) )와의 관계는 균열의 길이에 의하지 않고 응력집중부의 형태에 거의 지배적으로 결정되는 일의적 대응관계가 있다. 2. 무한연속부 내부의 어떤 결함에 의한 평가식으로 부터 구한 값을 불연속 구조물내의 응력집중부에 존재하는 결함에 비하여 비교 정리하면, J 하(E) /$\sigma$ 하(y) 상(2) a=3.345(e/e 하(y) ) 상(2) 의 구간은 e/e 하(y) $\leq$1이고, J 하(E) /$\sigma$ 하(y) 상(2) a=3.345(e/e 하(y) )의 구간은 e/e 하(y) $\geq$1로서 이식들은 결함부 J평가식으로 사용할 수 있다. 3. 경계요소법에 의한 J식의 값과의 사이에는 가공경화율은 E/100을 사용하므로 이론과 실험결과가 거의 일치함을 보이고 상기 J식은 불연속평판 구조물이 결함을 가질 때 응력설계곡선의 자료가 될 수 있다.

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액체 카드뮴 음극을 사용한 용융염 전해제련로 전산해석 (Computational Analysis for a Molten-salt Electrowinner with Liquid Cadmium Cathode)

  • 김광락;정용주;백승우;김지용;권상운;윤달성;김시형;심준보;김정국;안도희;이한수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • 본 연구에서는 LiCl-KCl/Cd계의 전해제련 공정을 대상으로 악티늄 및 희토류족 원소들의 전해이동을 모델링하고 해석하였다. 이 공정에서 용융염 전해질과 액체 카드뮴 음극간의 확산 경계층 계면에서 확산제한 전기화학반응 및 물질수지를 고려한 단순화된 동적모델을 수립하였다. 제안된 모델링 접근방법은 음극에서 일어나는 금속염의 반쪽 전지 환원반응에 기초를 둔 모델이다. 이 모델을 사용하여 정전류 전해공정에서 주어진 인가전류 조건을 만족하는 시간까지의 전해이동과 연계된 농도거동, 각 원소의 패러데이 전류 그리고 시간 함수의 전기화학 전위를 예측하는 가능성을 보여주었다. 선택된 5성분 원소(U, Pu, Am, La, Nd)계의 결과를 예비 모사하여 전산모델이 전기화학적 특성을 이해하고 개선된 전해제련로를 개발하기 위한 정보를 제공할 수 있는가를 평가하였다.

2차원 직각좌표계에서 DEM을 이용한 ray effect의 해석 (Ray Effect Analysis Using the Discrete Elements Method in X-Y Geometry)

  • 최호신;김종경
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제17권1호
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    • pp.43-56
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    • 1992
  • 입자 수송방정식에서 각변수(angular variable)를 각분할근사법으로 해석할 때 나타나는 이상 현상인 ray effect를 치유할 수 있는 방법의 하나로써, 유한 분할각(discrete angle quadrature)을 입자속의 공간적 분포로써 조종하는 방법인 각분할요소법 (discrete elements method)을 근거로 하여 2차원 직각좌표계에서의 입자 수송 해석 프로그램(TWODET)을 개발하였다. 평판형 등방적 고정선원이 존재하는 균질 사각형 흡수체에 대해 TWODET로 해석한 결과, 각 요소가 K-2, L인 경우에도 DOT 4.3(S-10)에서보다 ray effect 치유에 더 효과가 있음을 확인하였다. 그러나, 계산시간은 기존의 각분할법에서보다 약 4배 더 소비되었다. 선원에서 바로 진공(vacuum boundary)으로 떨어지는 구조의 경우, TWODET의 결과에서도 심한 왜곡을 보이고 있는데 선원과 바로 이웃한 진공간의 급격한 불연속성으로 인함으로 추측된다 고정선원이 있는 매질에 강한 흡수체가 추가된 구조의 경우에서도 TWODET(K-3, L-4)로 DOT 4.3(S-10)보다 좋은 결과를 보였다.

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