• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2705-2712
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• 2000

In meshless methods some techniques to impose essential boundary conditions have been developed since the approximations do not satisfy Kronecker delta properties at nodal points. In this study, new scheme for imposing essential boundary conditions is developed. Weight functions are modified by multiplying with auxiliary weight functions and the resulting shape functions satisfy Kronecker delta property on the bound ary nodes. In addition, the resulting shape functions possess and interpolation features on the boundary segments where essential boundary conditions are prescribed. Therefore the essential boundary conditions can be exactly satisfied with the new method. More importantly, the impositions of essential boundary conditions using the present method is relatively easy as in finite element method. Numerical examples show that the method also retains high convergence rate comparable to Lagrange multiplier method.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권3호
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• pp.803-809
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• 2000

For the effective analysis of an engineering problem, meshless methods which require only positioning finite points without the element meshing recently have been proposed and being studied extensively. Meshless methods have difficulty in imposing essential boundary conditions directly, because non-interpolate shape functions originated from an approximation process are used. So some techniques, which are Lagrange multiplier method, modified variational principles and coupling with finite elements and so on, were introduced in order to impose essential boundary conditions. In spite of these methods, imposition of essential boundary conditions have still many problems like as non-positive definiteness, inaccuracy and negation of meshless characteristics. In this paper, we propose a new method which modifies shape function. Through numerical tests, convergence, accuracy and validity of this method are compared with the standard EFGM which uses Lagrange multiplier method or modified variational principles. According to this study, the proposed method shows the comparable accuracy and efficiency.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.27-36
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• 2023

도파관(waveguide)은 전자기파를 원하는 방향으로 안내하는 전송선로로 의료기기, 레이더 시스템, 위성 통신 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 이러한 도파관의 설계 및 최적화를 위해서는 전자기 수치해석(CEM: Computational Electromagnetics)이 필수적이다. 수치해석 기법의 하나인 유한요소법(FEM: Finite Element Method)은 도파관과 같은 닫힌 영역 내부의 전자기 문제를 해결하는데 효율적이며 이를 적용하기 위해서는 계산영역을 한정시키기 위한 경계조건이 필요하다. 본 논문에서는 계산영역 밖으로 나가는 전자파의 반사를 최소화하기 위한 흡수경계조건(ABC: Absorbing Boundary Condition)과 주 모드 뿐만 아니라 고차 모드까지 흡수할 수 있는 도파관 포트 경계조건(WPBC: Waveguide Port Boundary Condition)을 각각 적용하여 2/D 및 3/D 도파관 구조에 대한 전자기 시뮬레이션을 수행하였다. 이후, 대표적인 전자파 상용 소프트웨어인 HFSS와의 결과 비교를 통해 해석의 정확성을 검증하였으며, 시뮬레이션 결과를 통해 WPBC를 적용하면 ABC보다 더 작은 해석 영역으로 구조 해석이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.67-76
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• 2022

현대에는 전자기파를 이용한 전력 및 신호 전달이 필수적인데, 전자기파를 원하는 경로를 통해 효율적으로 전달하기 위해서는 도파 구조(guided structure)가 필요하다. 본 논문에서는 먼저 전파해석 기법인 유한요소법(FEM : Finite Element Method)을 적용하여 도파 구조 중 하나인 2-D/3-D 도파관(waveguide)에 대해 직접 in-house code를 작성하여 전자기 시뮬레이션하였다. 이후 in-house code의 해석 결과를 대표적인 전자파 상용 시뮬레이션 소프트웨어인 HFSS의 결과와 비교하여 해석의 정확성을 검증하였다. 아울러, 전자기 해석에 있어 무한대의 해석 영역을 잘라 해석하기 위해 필수적인 흡수경계조건(ABC : Absorbing Boundary Condition)의 성능을 분석한 후, 병렬화 기법의 적용에 따른 성능 향상을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.137-144
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• 1985

본 연구에서는 구조물 최적 설계시 필수적인 설계민감도 해석을 의사변분법을 도입하여 유한차원 구조물에 적용함으로써 구조물 최적설계를 기존의 방법보다 훨씬 간편하게 할 수 있음을 보인다. 정하중하에서 제약조건의 주종을 이루고 있는 변위 및 응력의 제약조건에 대하여 설계민감도 해석 및 그 수치해를 구하며 나아가 최적화 알고리리즘을 사용하여 최적설계가 효율적으로 수행됨을 입증한다. 유한차원 구조물인 트러스의 적당한 경계조건, 하중조건 및 제약조건하에서 구조물의 무게를 최소화 시키는 최적설계 문제를 고려한다.

• 한국가스학회지
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• 제22권3호
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• pp.65-73
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• 2018

석탄층 메탄가스는 압력에 따라 비선형적인 탈착곡선을 보이므로 이를 고려하여 적절한 생산시스템이 구성되어야 한다. 석탄층 메탄가스 생산설비의 용량 및 규격은 시스템의 경계조건인 탄층 내 가스 유량과 압력조건에 의해 결정되며 이러한 특성을 분석하는 것은 가스 생산 증진을 위해 필수적이다. 본 연구를 위해 대표적인 미국 CBM 상용가스전인 San Juan 지역의 저류전산 모델을 구성하여 가스 유입방정식을 산출하였고, 이를 전체 생산시설의 경계조건으로 활용하였다. 또한 생산시설 내 가스 유량에 따른 압력감소의 영향을 분석하기 위해 생산설비 유동 분석시뮬레이터를 이용하여 노달분석을 수행하여 생산시설의 적정 규격 및 운영조건을 결정하였다. 이를 통해 석탄층 메탄가스 가스전의 최적 수송, 생산 및 포집시스템 설계 기준을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.311-319
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• 2007

본 연구에서는 구조 요소의 응력해석을 위한 무요소 RPIM(Meshfree Radial Point Interpolation Methods)법을 제시한다. 이를 위하여 먼저 무요소법의 형상함수와 무요소 RPIM법의 정식화 과정 및 프로그래밍을 간략히 한다. 절점보간법은 방사기저함수와 다항기저함수를 포함하고 있고 이 중 다항기저함수는 특이성문제를 극복할 수 있다. 게다가 무요소 RPIM법의 보간함수는 영향영역의 절점을 통과하고 형상함수는 크로네커 델타 성질을 갖고 있으므로 최소자승법에 기반을 둔 무요소법보다 쉽게 필수경계조건을 만족시킨다. 본 연구의 정확성을 확인하기 위하여, 캔틸레버형 평판, 유공평판, 속이 빈 원통 문제의 수치예제를 수행하고 이론 해와 유한요소법 결과를 비교, 분석한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1437-1442
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• 2010

슬리퍼 메탈은 열간 압연 공정의 동력전달 부품이다. 슬리퍼 메탈은 스핀들과 커플링을 연결한다. 그러므로 슬리퍼 메탈이 심각하게 손상되면 스핀들과 커플링은 서로 충돌할 것이다. 슬리퍼 메탈의 파손을 방지하는 것은 기계적 수명을 연장하는 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 슬리퍼 메탈의 수명 연장을 위하여 유한요소법을 사용하여 구조해석 및 형상 설계를 수행하였다. 수정된 슬리퍼 메탈과 스핀들 조립의 간섭을 검증하기 위해 다양한 체결 타입과 동적 경계 조건을 적용하여 동적 시뮬레이션을 수행하였다. 슬리퍼 메탈의 구조 해석과 형상 설계의 결과로써 수정된 슬리퍼 메탈의 최대응력은 초기 모델과 비교하여 22 % 감소하였다.

• Composites Research
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• 제19권3호
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• pp.7-14
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• 2006

본 논문에서는 내압 하중을 받는 복합재 압력 용기의 신뢰도를 구하기 위해 확률적 강도 해석이 수행되었다. 이때 확률적 강도 해석은 점진적 파손 모델과 몬테카를로 시뮬레이션으로 구성된 확률 연속 파손 모델과 상용 유한 요소 해석 코드인 ABAQUS가 연계한 형태로서 복잡한 형상 및 경계 조건을 갖는 복합재 구조물의 확률적 파손 해석을 수행하게 된다. 설계확률 변수로서 복합재 층의 각 방향 별 강도가 고려되었다. 최종적으로, 확률 강도 해석을 통해 복합재 압력 용기의 파열 압력 분산 현상이 설명되었고, 복합재 압력 용기의 각 부위별 신뢰도 값이 제시되었다. 양산 중인 복합재 구조물인 경우, 재료 및 제작 공정의 불확실성이 구조물 성능에 미치는 영향이 더욱 커지게 되어 확률 강도 해석을 이용한 구조 설계가 필수적이다.