• 제목/요약/키워드: Deformation model

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Hydro-elastic analysis of marine propellers based on a BEM-FEM coupled FSI algorithm

  • Lee, Hyoungsuk;Song, Min-Churl;Suh, Jung-Chun;Chang, Bong-Jun
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제6권3호
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    • pp.562-577
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    • 2014
  • A reliable steady/transient hydro-elastic analysis is developed for flexible (composite) marine propeller blade design which deforms according to its environmental load (ship speed, revolution speed, wake distribution, etc.) Hydro-elastic analysis based on CFD and FEM has been widely used in the engineering field because of its accurate results however it takes large computation time to apply early propeller design stage. Therefore the analysis based on a boundary element method-Finite Element Method (BEM-FEM) Fluid-Structure Interaction (FSI) is introduced for computational efficiency and accuracy. The steady FSI analysis, and its application to reverse engineering, is designed for use regarding optimum geometry and ply stack design. A time domain two-way coupled transient FSI analysis is developed by considering the hydrodynamic damping ffects of added mass due to fluid around the propeller blade. The analysis makes possible to evaluate blade strength and also enable to do risk assessment by estimating the change in performance and the deformation depending on blade position in the ship's wake. To validate this hydro-elastic analysis methodology, published model test results of P5479 and P5475 are applied to verify the steady and the transient FSI analysis, respectively. As the results, the proposed steady and unsteady analysis methodology gives sufficient accuracy to apply flexible marine propeller design.

Spatial analysis of Shoreline change in Northwest coast of Taean Peninsula

  • Yun, MyungHyun;Choi, ChulUong
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.29-38
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    • 2015
  • The coastline influenced naturally and artificially changes dynamically. While the long-term change is influenced by the rise in the surface of the sea and the changes in water level of the rivers, the short-term change is influenced by the tide, earthquake and storm. Also, man-made thoughtless development such as construction of embankment and reclaimed land not considering erosion and deformation of coast has been causes for breaking functions of coast and damages on natural environment. In order to manage coastal environment and resources effectively, In this study is intended to analyze and predict erosion in coastal environment and changes in sedimentation quantitatively by detecting changes in coastal line from data collection for satellite images and aerial LiDAR data. The coastal line in 2007 and 2012 was extracted by manufacturing Digital Surface Model (DSM) with Aviation LiDAR materials. For the coastal line in 2009 and 2010, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) method was used to extract the KOMPSAT-2 image selected after considering tide level and wave height. The change rate of the coastal line is varied in line with the forms of the observation target but most of topography shows a tendency of being eroded as time goes by. Compared to the relatively monotonous beach of Taean, the gravel and rock has very complex form. Therefore, there are more errors in extraction of coastlines and the combination of transect and shoreline, which affect overall changes. Thus, we think the correction of the anomalies caused by these properties is required in the future research.

모래지반에 근입된 석션파일의 인발저항력 및 변위거동 분석 (Analysis of Load Capacity and Deformation Behavior of Suction Pile Installed in Sand)

  • 김유석;장연수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권11호
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    • pp.27-37
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    • 2011
  • 모래지반에서 석션파일의 최대인발저항력 산정을 위한 일련의 원심모형실험이 수행되었다. 최대인발저항력 산정을 위한 실험인자인 석션파일의 인발각과 인발작용점의 위치에 대하여 실험을 수행하였다. 인발작용점의 경우 75%에서 최대인발저항력이 관찰되었다. 모든 경사각에 대하여 전체파일 높이에서 50%에서 75%사이에 석션파일의 회전각이 변함을 알 수 있었다. 인발각이 증가함에 따라 최대 인발저항력 발생 시까지의 변위가 점점 작아짐을 알 수 있었다. 석션파일의 형상중심의 수직변위를 최대인발저항력이 작용한 시점에서 관찰한 결과 모두 지표 쪽으로 이동한 것을 알 수 있었다.

고속철도에서의 소성침하를 고려한 강화노반 설계기법 개발 (Development of Design Method for Reinforced Roadbed Considering Plastic Settlement for High-speed Railway)

  • 최찬용;최원일;한상재;정재현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권9호
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    • pp.55-69
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    • 2013
  • 본 설계법은 기존 탄성이론에 근거한 강화노반 설계방법의 대안으로 노반의 소성침하와 열차 반복하중에 따른 응력-변형 특성을 고려한 노반 설계 방법이다. 특징은 설계자가 요구하는 허용설계기준에 따라 교통하중과 열차 년간 통과톤수에 따라 노반의 탄성변위 뿐만 아니라 소성침하량을 평가할 수 있다. 본 설계법을 이용하여 허용 탄성 및 소성 침하량, 열차 속도 및 총통과톤수등의 설계조건을 고려하여 호남고속철도 표준노반단면에 적용하였다. 그 결과 노반의 회복탄성계수 모델인자($A_E$), 일축압축강도, 흙 재료 종류 등의 요구수준 등을 평가할 수 있다.

고강도 CFT용 콘크리트의 현장적용성 평가 및 장기거동 예측 (A Evaluation on the Field Application of High Strength Concrete for CFT Column)

  • 박제영;정경수;김우재;이종인;김용민
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.707-714
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    • 2014
  • 콘크리트 충전강관(CFT)은 강관의 내부에 콘크리트로 채워진 기둥이다. CFT는 강재와 콘크리트로 구성되며, 강재는 콘크리트를 내부에서 구속시켰고, 내부 콘크리트는 기둥의 압축하중을 감당한다. 본 실험에서 73~100MPa급 고강도 콘크리트에 관해 유동성실험, 압축강도실험, 압송압력실험을 실시하였으며, CFT용 고강도 콘크리트의 물리적 성질을 알아보기 위해 슬럼프, 슬럼프 플로우, 공기량, U-box시험, O-Lot시험, L-flow시험이 진행되었다. 이러한 연구의 결과를 바탕으로 Mock-up테스트에서 콘크리트 충전성 시험, 수화열 측정 시험, 응력계측 시험을 수행하였다. 현장적용은 상암동 및 서강대 현장의 두 곳에 각각 ${\Box}-566{\times}566{\times}10$, ${\Box}-400{\times}400{\times}25$의 대상기둥을 선정하여 현장계측을 진행하였다. CFT기둥의 장기거동 예측에 관하여 설계하중에 대해 콘크리트의 탄성변형과 건조수축, 크리프 수축을 고려한 ACI 209 재료모델을 사용한 결과는 계측결과와 거의 일치하였다.

유한 요소법을 이용한 나이에 따른 척추의 형상 및 구조변화의 효과 (Age-related Geometric Effects on the Human Lumbar Spine by the Finite Element Method)

  • 김용
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.285-293
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    • 2000
  • 나이에 의한 외부의 환경조건의 변화는 이에 적응하려는 척추의 구조적인 변화를 가져온다. 이러한 구조적인 변화는 척추의 biomechanical 거동에 영향을 미칠 것이다. 이러한 구조적인 변화의 효과를 연구하기 위하여, 나이에 의한 척추의 재료 및 기계적인 물성의 변화는 제외되었다. 유한요소법 (finite element method)에 의한 lumbar spine model (L3-L4)에 있어서, Annulus 의 유한요소 모델은 laminate composite elements로서 16개의 layer와 6개의 물성으로 구성되어있다. Spinal stiffness 와 facet reaction은 나이가 들수록 증가했다. 나이가 들수록 inner annulus의 fiber/layer tensile strains, cancellous bone stress 및 end-Plate stress는 감소했다. Fiber/layer compressive strains, facet reaction, ligament reaction and end-plate rigidity는 나이에 의한 척추의 구조적인 변화에 의하여 증가했다. 따라서 나이에 의한 척추의 정상적인 쇠퇴과정에 있어서 척추의 구조적인 변화는 spinal stiffness를 증가 시켜서 척추 및 disc의 지나친 변형을 감소시킬 것이다.

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입자완화 유체동역학 기법을 이용한 레이돔 조류충돌해석 (Bird Strike Analysis of Radome Using Smoothed Particle Hydrodynamics Technique)

  • 윤강식;김영진;김문수;김지현;김태형;윤시영;박성균;서원구;오동호
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.743-751
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    • 2017
  • To evaluate the structural integrity of the helicopter radome, we performed bird strike analysis using SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) technique. Since the SPH method is a meshfree method, there is no phenomenon such as mesh tangling and it is suitable to predict the dispersion behavior of debris and debris cloud generated by high-speed impact. In order to observe the scattering direction of fractured bolts, the analysis were performed under the condition that the fracture occurs at the proof load. As a result of bird strike analysis, there is no secondary damage as well as the damage due to, the dispersion behavior of the bird model, and the scattering of the fractured bolts and radome. From the additional analysis that were performed to determine the actual bolt fracture, only plastic deformation is predicted since the maximum stress of the bolt does not exceed the ultimate stress.

쉴드 커넥터 스트립레이아웃 자동설계에 관한 연구 (Study on the Automatic Strip Layout Design of Shield Connector)

  • 이동천;윤재웅
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.450-455
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    • 2017
  • 쉴드 커넥터는 자동차 전장부품으로 차량 내 전기 배선을 연결하는데 사용된다. 이 부품은 전기 전도도가 높은 인청동 재질을 사용하고 프로그레시브 프레스 성형으로 제작된다. 본 제품 형상의 기하학적인 측면을 고려했을 때 복잡하지 않지만, 드로잉, 밴딩 등의 소성가공과 피어싱, 노칭 등의 전단 가공을 실시하여 제품 성형을 완성해야 한다. 프로그레시브 금형을 설계하는 과정 중에 공정 및 스트립레이아웃 설계단계의 성형 해석 모듈을 활용하여 제품의 재질에 따른 두께 변화 및 성형 안전성, 스프링 백 (Spring Back) 검토를 수행하여, 균열 혹은 주름의 경향과 불완전 소성 변형에 대한 보정치를 예측 및 발생 가능한 문제들을 사전에 확인하고, 드로잉 공정 초기에 발생된 성형 불량에 대한 대책으로 드로잉 형상을 수정하여 공정 설계에 반영하였다. 공정설계에서 얻어진 제품의 블랭크 전개 형상은 효과적인 재료 이용을 위해 네스팅에 의한 최적화된 블랭크 배치로 재료의 손실을 최소화하여 3차원 스트립레이아웃 설계를 완성하였다. 본 연구를 통해 프로그레시브 성형을 통해 생산되는 쉴드커넥터 제품의 균열과 스프링백 현상을 사전에 개선하여 생산안정도를 향상시켰다.

원전용 600V 차폐 꼬임쌍선 케이블의 국부열화에 대한 전기적/기계적 진단 (Electrical/Mechanical Diagnosis of Local Deterioration in 600V Shielded Twist Pair Cable in a Nuclear Power Plant)

  • 박명구;김광호;임찬우;김태윤;김현수;채장범;김병성;나완수
    • 전기학회논문지
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    • 제66권1호
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    • pp.203-210
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    • 2017
  • In this paper, we propose a electrical/mechanical method to effectively diagnose the local deterioration of a 10m long power shielded twist pair cable defined by the American Wire Gauge (AWG) 14 specification using electrical/mechanical methods. The rapid deterioration of the cable proceeded by using the heating furnace, which is based on the Arrhenius equations proceeds from 0 to 35 years with the deteriorated equivalent model. In this paper, we introduce a method to diagnose the characteristics of locally deteriorated cable by using $S_{21}$ phase and frequency change rate measured by vector network analyzer which is the electrical diagnostic method. The measured $S_{21}$ phase and rate of change of frequency show a constant correlation with the number of years of locally deteriorated cable, thus it can be useful for diagnosing deteriorated cables. The change of modulus due to deterioration was measured by a modulus measuring device, which is defined by the ratio of deformation from the force externally applied to the cable, and the rate of modulus change also shows a constant correlation with the number of years of locally deteriorated cable. Finally, By combining the advantages of electrical/mechanical diagnostic methods, we can efficiently diagnose the local deterioration in the power shielded cable.

CAD/CAM 세라믹 인레이로 수복한 치아의 응력분포에 관한 유한요소법적 연구 (FINITE ELEMENT STRESS ANALYSIS OF A TOOTH RESTORED WITH CAD/CAM CERAMIC INLAY)

  • 송보경;엄정문
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제26권6호
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    • pp.464-484
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    • 2001
  • When restoring a tooth, the dentist tries to choose the ideal material for existing situation. One criterion that is considered is its suitability for restoring coronal strength. As more tooth structure is removed, the cusps are weakened and susceptible to fracture. Further, this increased deformation may cause the formation of intermittent gaps at the margin between the hard tissue and the restoration, facilitating marginal leakage. The improvements in ceramic materials now make it possible for alternatives to amalgams, composites, and cast metal to be of offered for posterior teeth. Of the materials used, ceramics most closely approximates the properties of enamel. The introduction of computer-aided design/computer-aided manufacture(CAD/CAM) systems to restorative dentistry represents a major technological breakthrough. It is possible to design and fabricate ceramic restorations at a single appointment. Additionally, CAD/CAM systems eliminate certain errors and inaccuracies that are inherent to the indirect method and provide an esthetic restoration. The aim of this investigation was to study the loading characteristics of CAD/CAM ceramic inlay and to compare the stress distribution and displacement associated with different designs of cavity(the isthmus width and cavity depth). A human maxillary left first premolar was prepared with standard mesio-occlusal cavity preparation, as recommended by the manufacturer Ceramic inlay was fabricated with CEREC 2 CAD/CIM equipment and cemented into the prepared cavity. Three dimensional model was made by the serial photographic method. The cavity width was varied $\frac{1}{3}$, $\frac{1}{2}$ and $\frac{2}{3}$ of intercuspal distance between buccal and lingual cusp tip. The cavity depth was varied 1.5mm and 2.3mm. So six models were constructed to simulate six conditions. A point load of 500N was applied vertically onto the first node of the lingual slope from the buccal cusp tip. The stress distribution and displacement were solved using ANSYS finite element program(Swanson Analysis System). (omitted)

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