• 대한조선학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.312-326
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• 2012

This paper considers a fully coupled 3D BEM-FEM analysis for the ship structural hydroelasticity problem in waves. Fluid flows and structural responses are analyzed by using a 3D Rankine panel method and a 3D finite element method, respectively. The two methods are fully coupled in the time domain using a fixed-point iteration scheme, and a relaxation scheme is applied for improve convergence. In order to validate the developed method, numerical tests are carried out for a barge model. The computed natural frequency, motion responses, and time histories of stress are compared with the results of the beam-based hydroelasticity program, WISH-FLEX, which was thoroughly validated in previous studies. This study extends to a real-ship application, particularly the springing analysis for a 6500 TEU containership. Based on this study, it is found that the present method provides reliable solutions to the ship hydroelasticity problems.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제28권1호
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• pp.107-127
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• 2008

Wind turbine blades are increasing in magnitude without a proportional increase of stiffness for which reason geometrical and inertial nonlinearities become increasingly important. Often these effects are analysed using a nonlinear truncated expansion in undamped fixed base mode shapes of a blade, modelling geometrical and inertial nonlinear couplings in the fundamental flap and edge direction. The purpose of this article is to examine the applicability of such a reduced-degree-of-freedom model in predicting the nonlinear response and stability of a blade by comparison to a full model based on a nonlinear co-rotating FE formulation. By use of the reduced-degree-of-freedom model it is shown that under strong resonance excitation of the fundamental flap or edge modes, significant energy is transferred to higher modes due to parametric or nonlinear coupling terms, which influence the response and stability conditions. It is demonstrated that the response predicted by such models in some cases becomes instable or chaotic. However, as a consequence of the energy flow the stability is increased and the tendency of chaotic vibrations is reduced as the number of modes are increased. The FE model representing the case of infinitely many included modes, is shown to predict stable and ordered response for all considered parameters. Further, the analysis shows that the reduced-degree-of-freedom model of relatively low order overestimates the response near resonance peaks, which is a consequence of the small number of included modes. The qualitative erratic response and stability prediction of the reduced order models take place at frequencies slightly above normal operation. However, for normal operation of the wind turbine without resonance excitation 4 modes in the reduced-degree-of-freedom model perform acceptable.

• 전기전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.126-131
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• 2009

Wrap-around 전계효과 트랜지스터는 채널과 전극간의 커플링을 매우 커서 채널길이가 짧아지면서 생기는 단채널효과(short channel effect)를 개선시킬 수 있는 이유로 많은 관심을 불러왔다. 본 논문에서는 실리콘 나노와이어를 이용하여 상향식의 wrap-around 전계효과 트랜지스터(FET)의 제작 공정을 소개한다. 소자의 제작 공정은 크게 전자빔 리소그래피, 유전영동(dielectrophoresis)을 이용한 나노와이어의 효과적 정렬 그리고 게이트 전극의 전기 화학적 도금(electrochemical deposition)을 이용한 생성 등의 방법들로 이루어진다. 전기 화학적 도금을 위한 용액은 독성을 띄지 않는 유기물 용액을 사용하였다. 액체 질소를 이용하여 polymethyl methacrylate(PMMA)가 전기화학적 도금시 형태를 잃지 않게 함으로써, 패터닝된 PMMA가 wrap-around 게이트 나노구조를 제작하기 위한 나노 템플릿으로 사용될 수 있도록 하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.583-591
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• 2014

The mathematical modeling on the free vibration and stability of a multi-stepped shaft of turbo compressor is performed in this study. The multi-stepped shaft is modeled as a non-uniform Timoshenko beam supported by anisotropic bearings. It is assumed that the shaft is spinning with constant speed about its longitudinal axis and subjected to a conservative axial force induced by front and rear impellers attached to the shaft. The structural model incorporates non-classical features such as transverse shear and rotary inertia. A structural coupling between vertical and lateral motions is induced by Coriolis acceleration terms. The governing equations are derived via Hamilton's variational principle and the equations are transformed to the standard form of an eigenvalue problem. The implications of combined gyroscopic effect, conservative axial force, bearing stiffness and damping are revealed and a number of pertinent conclusions are outlined. In this study analytical results are compared with those from ANSYS finite element analysis and experimental modal testing.

• 소음진동
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• 제8권6호
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• pp.1166-1171
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• 1998

본 연구에서는 이웃한 두 경간 사이에 있는 질량과 강성을 갖는 연결기가 모드편재에 미치는 영향을 해석적으로 분석하고 수치예제를 통해 그 결과를 검증하였다. 연결기의 강성이 구조물의 모든 고유모드를 모드편재에 민감하게 만드는 반면 연결기의 질량은 고차모드의 민감도를 심각히 증가시킨다. 또한 본 연구에서는 일부 고유모드에서 새로운 형태의 반편재현상을 관찰하였다. 반편재현상이 발생하는 모드에서는 경간 사이의 연성이 매우 약하고 구조 변화가 심각하게 발생하더라도 모드편재 현상이 발생하지 않거나 발생하더라도 매우 미약하게 나타난다. 해석적 분석에서는 연결기를 사이에 두고 있는 두개의 부구조물을 단순화 시킨 강성-질량 시스템을 대상으로 하였다. 수치예제에서는 중간 지점에 회전강성과 회전질량을 갖으며 단순지지된 이경간 연속보를 해석하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제37권5호
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• pp.168-177
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• 2016

In this paper we present an implantable pressure sensor to measure real-time blood pressure by monitoring mechanical movement of artery. Sensor is composed of inductors (L) and capacitors (C) which are formed by microfabrication and direct bonding on two biocompatible substrates (quartz). When electrical potential is applied to the sensor, the inductors and capacitors generates a LC resonance circuit and produce characteristic resonant frequencies. Real-time variation of the resonant frequency is monitored by an external measurement system using inductive coupling. Structural and electrical simulation was performed by Computer Aided Engineering (CAE) programs, ANSYS and HFSS, to optimize geometry of sensor. Ultrafast laser (femto-second) cutting and MEMS process were executed as sensor fabrication methods with consideration of brittleness of the substrate and small radial artery size. After whole fabrication processes, we got sensors of $3mm{\times}15mm{\times}0.5mm$. Resonant frequency of the sensor was around 90 MHz at atmosphere (760 mmHg), and the sensor has good linearity without any hysteresis. Longterm (5 years) stability of the sensor was verified by thermal acceleration testing with Arrhenius model. Moreover, in-vitro cytotoxicity test was done to show biocompatiblity of the sensor and validation of real-time blood pressure measurement was verified with animal test by implant of the sensor. By integration with development of external interrogation system, the proposed sensor system will be a promising method to measure real-time blood pressure.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.289-301
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• 2008

이중강판합성벽은 타이바로 연결된 강판외피 사이에 콘크리트를 충전시킨 구조벽으로서, 벽체의 구조성능을 향상시키고, 벽체의 두께를 줄이며, 별도의 거푸집 및 배근 공사없이 시공성을 향상시키기 위하여 개발되었다. 본 연구에서는 주기하중을 받는 이중강판합성벽의 비탄성거동특성 및 내진성능을 평가하기 위하여, 직사각형 및 T형 단면형상을 갖는 단일벽 및 병렬벽 실험체에 대하여 실험 연구를 수행하였다. 실험 결과, 이중강판합성벽은 주기하중에 대하여 핀칭이 없이 우수한 에너지소산능력을 나타냈다. 벽체하단부 기초의 접합상세와 단면형상에 따라 파괴모드 및 변형능력의 차이를 보였으며, 주로 벽체기초 또는 연결보 용접부의 파단과 강판국부좌굴에 의하여 파괴되었다. 적절한 용접 및 보강 상세를 갖는 실험체들은 2.0~3.7% 층간변형각의 변형능력을 보였다. 또한 벽체와 연결보의 비탄성강도를 고려하여 단일벽 및 병렬벽 실험체의 하중재하능력을 평가하였으며, 이를 실험결과와 비교하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권11호
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• pp.18-26
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• 1999

최근, 유사 빔 전파방법이나 비 직교성 결합모드이론과 같은 다양한 근시적 해석법들이 중첩모드에 기초한 테이퍼 방향성 결합기의 그 광학적 특성을 분석하기 위하여 제안되어 왔다. 비록, 이들 접근 방식들이 특별한 구조에서 충분히 정확한 결과들을 제공하지만 테이퍼 전송 구조와 같은 민감한 광 소자 해석에는 불충분하다. 이를 위하여, 우리는 그 방향성 결합기의 전력전송을 정확하게 해석하기 위하여 새롭게 발전된 모드 전송선로, 해석법을 소개하고 이용하고자 한다. 이를 이용한 수치 해석 결과 대칭인 두 테이퍼 채널의 간격이 증가함에 따라 우/기 모드의 전파상수는 하나의 값으로 수렴하였다. 더욱이, 테이퍼 각도가 ${\theta}=0.1^{\circ}$일 때 하나의 전송 채널을 통하여 입사된 모드의 97%가 다른 전송 채널로 전송되었고, 그 기운 각도가 증가함에 따라 전력 전송은 현저하게 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.39-49
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• 1993

전단변형(剪斷變形) 효과(效果)가 고려되는 공간(空間)뼈대 구조(構造)의 기하학적(幾何學的)인 비선형(非線形) 해석(解析)을 수행하기 위한 두 가지 방법 즉, 유한분절법(有限分節法)과 유한요소법(有限要素法)을 제시한다. 유한분절법(有限分節法)의 경우에는 평형방정식(平衡方程式)을 직접(直接) 적분(積分)하므로써 휨과 비틂거동(擧動)에 대한 엄밀(嚴密)한 접선강도(接線剛度) 매트릭스가 유도되는 반면에 유한요소법(有限要素法)의 경우에는 전단변형(剪斷變形)을 고려하는 Hermitian 다항식(多項式)을 형상함수(形狀函數)로 사용하므로써 탄성(彈性) 및 기하적(幾何的)인 강도(剛度)매트릭스가 산정된다. 또한 축방향력(軸方向力)이 영(零)인 경우에 휨 및 비틂거동으로 인한 부재양단의 길이변화를 보정하는 Bowing 함수와 불평형하중의 산정방법을 제시한다. 선택된 예제(例題)들을 해석(解析)한 결과들과 다른 문헌(文獻)의 결과들을 비교, 검토하므로써 본(本) 논문(論文)에서 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性)을 입증(立證)한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.59-68
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• 2002

원자로 내부구조물의 상부안내구조물집합체는 노심지지배럴과 내부배럴집합체와 함께 원통형의 실린더 구조이며, 유체의 난류하중과 펌프의 맥동하중으로 인한 유체유발하중을 수평방향으로 받는다. 본 논문에서는 이 유체유발하중에 대한 랜덤진동해석과 조화응답해석을 수행한 내용을 기술하였다. 이 해석을 위해 집중질량 보 요소 모델을 사용하였고, 랜덤하중과 펌프맥동하중으로 발생되는 동적응답특성을 평가하였다. 특히 원통형태의 상부안내구조물, 노심지지배럴, 내부배럴집합체 사이에서 형성되는 환형공간의 동수력 연성 효과를 고려하여 모델링 하였고, 상부안내구조물 안쪽에 설치되는 내부배럴집합체의 추가 영향을 검토하였다. 내부배럴집합체의 추가로 인한 하중조건별 최대동적응답은 구조물의 고유진동수에 영향을 받으며, 따라서 구조물의 최대동적응답은 여러 하중 조건별 동적해석 평가를 통해 보수적으로 구하여져야 한다.