• 한국정밀공학회지
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• 제33권5호
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• pp.393-400
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• 2016

High frequency induction heating (HFIH) is used in many industries and has a number of advantages, including reliability and repeatability. It is a non-contact method of providing energy-efficient heat in the minimum amount of time without using a flame. Recently, HFIH has been actively studied using the finite element method (FEM), however, these studies only focused on the accuracy of the analysis. In this paper, we can measure joule heat distributions by the electromagnetic analysis for HFIH and the temperature distribution from the heat transfer analysis by applying joule heat for a sprocket. The sprocket is heated over $850^{\circ}C$ due to joule heat and then cooled to under $200^{\circ}C$ by using cooling $20^{\circ}C$ water. These processes were used to calculate the FEM and then compared to our experimental results. The calculated outcome may be used to predict hardening depth in HFIH.

• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.185-190
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• 2019

본 연구에서는 단순지지 경계조건을 갖는 적층 복합재료 사다리꼴 주름판에 대한 탄성 좌굴특성을 이론적 방법을 이용하여 분석하였다. 좌굴 해석에서는 한 방향 하중, 두 방향 하중 및 전단하중 등 3가지 유형의 내평면 하중조건이 고려되었다. 3차원 주름 구조물을 해석적으로 기계적 거동을 표현하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 해석에서는 주름판의 전반적인 좌굴 거동을 분석하기 위해 등가균질모델을 적용하였다. 이를 위해 단위 주름을 직교이방성재료로 등가시켰으며, 이전 연구에서 유도한 주름판에 대한 등가 굽힘강성계수식을 본 해석에 적용하였다. 제안된 이론해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 셸요소를 바탕으로 한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 두 방법을 이용해 얻은 임계 좌굴하중 및 좌굴형상을 비교하였다. 주름판의 기하형상에 따른 영향을 분석하기 위해 다양한 수치 예가 제시되었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.82-96
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• 2019

A semi-submersible structure has been widely used for offshore drilling and production of oil and gas. The small water plane area makes the structure very sensitive to weight increase in terms of payload and stability. Therefore, it is necessary to lighten the substructure from the early design stage. This study aims at an optimization of hull structure based on a sophisticated yield and buckling strength in accordance with classification rules. An in-house strength assessment system is developed to automate the procedure such as a generation of buckling panels, a collection of required panel information, automatic buckling and yield check and so on. The developed system enables an automatic yield and buckling strength check of all panels composing the hull structure at each iteration of the optimization. Design variables are plate thickness and stiffener section profiles. In order to overcome the difficulty of large number of design variables and the computational burden of FE analysis, various methods are proposed. The steepest descent method is selected as the optimization algorithm for an efficient search. For a reduction of the number of design variables and a direct application to practical design, the stiffener section variable is determined by selecting one from a pre-defined standard library. Plate thickness is also discretized at 0.5t interval. The number of FE analysis is reduced by using equations to analytically estimating the stress changes in gradient calculation and line search steps. As an endeavor to robust optimization, the number of design variables to be simultaneously optimized is divided by grouping the scantling variables by the plane. A sequential optimization is performed group by group. As a verification example, a central column of a semi-submersible structure is optimized and compared with a conventional optimization of all design variables at once.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.337-343
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• 2014

본 논문에서는 재생 커널 기법을 사용하여 혼합모드 균열진전 문제에 대한 연속체 기반의 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. 재생 커널 기법은 기존의 유한요소법과 달리 요소망을 재구성할 필요가 없어, 커널 함수의 연속성을 증가시켰을 때 높은 정밀도의 형상함수를 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 균열선단 주변에서 J-적분을 수행하기 위해 선형탄성 조건이 고려되었다. 변위장과 응력 확대 계수의 설계변수에 대한 감도해석을 위하여 물질도함수를 도입하였으며 직접 미분법보다 효율적인 애조인 방법을 사용하여 설계민감도를 유도하였다. 수치 예제들을 통해서 재생 커널 기법을 이용한 균열진전 해석결과의 타당성을 확인하였으며 애조인 방법을 이용한 형상 설계민감도 해석 결과를 유한차분법과 비교하여 매우 정확하고 효율적인 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 간단한 모델에 대하여 형상 최적설계를 수행하여 균열이 발생될 수 있는 구조물에 대해서 균열에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 균열을 제어할 수 있는 최적의 형상을 도출하였다.

• 한국자기학회지
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• 제25권6호
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• pp.189-197
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• 2015

최근 차량의 연비규제 강화로 인해, 기존 내연기관의 차량 부품 구동방식이 유압방식 대신 전동방식으로 대체되어 가고 있다. 이러한 부품의 대표적인 예가, Electronic Power Steering(EPS)이며, 현재 대부분의 차량에 적용되고 있다. EPS의 핵심 부품으로서는 전동기가 있으며, EPS의 조향감 개선 및 진동/소음 저감을 위해 전동기의 Cogging torque 및 Torque Ripple 저감이 요구된다. 일반적으로 Cogging torque 및 Torque ripple을 저감하기 위해서, 고정자 또는 회전자에 스큐를 적용한다. 본 연구에서는 고정자에 스큐가 적용된 Bushless PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계 방법 및 해석방법에 대해 소개한다. 고정자 skew가 적용된 EPS용 PMSM에 대해 초기 설계를 진행하고, RSM(Response Surface Methodology)을 이용한 최적설계를 수행한다. 유한요소해석을 통해 역기전력, Inductance, Load torque 등의 성능을 확인한다. 마지막으로 시제품 제작 및 실험을 통해 설계 방법에 대한 신뢰성을 검증한다.

• 융합보안논문지
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• 제11권4호
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• pp.3-9
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• 2011

의료정보 네트워크 구조상에서는 트래픽 소통경로를 따라 악성코드 침투와 보안차단기능이 수행된다. 본 연구는 의료정보시스템 Network 보안 Infrastructure는 어떤 구조와 기준으로 설계되어야하는가에 대한 방법론 개발을 위해 보안기능을 설계한다. 의료정보시스템의 기능 프레임워크는 인프라 구조와 기능에 대한 기본골격과 체계이다. 기능 프레임워크 설계는 네트워크 구조 전반에 대한 골격을 형성하며 보안 방법론의 기본 구조를 형성한다. 기능 프레임워크가 구축됨으로서 인프라구조와 응용기능이 구현되기 때문이다. 보안기능 영역기준에 따라 차별화된 보안기능이 수행되고 보안메커니즘이 가동됨을 본 연구를 통해 제시하고자한다. 향후 클라우드 컴퓨팅 과 u-헬스케어 서비스등 도래하는 새로운 의료정보 환경에 대비하여 본 연구가 의료정보보안에 활용되기를 기대한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권1호
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• pp.93-100
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• 2012

In this paper, the deterministic optimal design for the tail plane made of composite materials is conducted under the deterministic loading condition and compared with that of the metallic materials. Next, the reliability analysis with five random variables such as loading and material properties of unidirectional prepreg is conducted to examine the probability of failure for the deterministic optimal design results. The MATLAB programing is used for reliability analysis combined with FEA S/W(COMSOL) for structural analysis. The laminated composite is assumed to the equivalent orthotropic material using classical laminated plate theory. The response surface methodology and importance sampling technique are adopted to reduce computational cost with satisfying the accuracy in reliability analysis. As a result, structural weight of composite materials is lighter than that of metals in deterministic optimal design. However, the probability of failure for the deterministic optimal design of the tail plane structures is too high to be neglected. The sensitivity of each variable is also estimated using probabilistic sensitivity analysis to figure out which variables are sensitive to failure. The computational cost is considerably reduced when response surface methodology and importance sampling technique are used. The study of the computationally inexpensive method for reliability-based design optimization will be necessary in further work.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제44권2호
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• pp.59-65
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• 2018

Objectives: This study aimed to optimize the thread depth and pitch of a recently designed dental implant to provide uniform stress distribution by means of a response surface optimization method available in finite element (FE) software. The sensitivity of simulation to different mechanical parameters was also evaluated. Materials and Methods: A three-dimensional model of a tapered dental implant with micro-threads in the upper area and V-shaped threads in the rest of the body was modeled and analyzed using finite element analysis (FEA). An axial load of 100 N was applied to the top of the implants. The model was optimized for thread depth and pitch to determine the optimal stress distribution. In this analysis, micro-threads had 0.25 to 0.3 mm depth and 0.27 to 0.33 mm pitch, and V-shaped threads had 0.405 to 0.495 mm depth and 0.66 to 0.8 mm pitch. Results: The optimized depth and pitch were 0.307 and 0.286 mm for micro-threads and 0.405 and 0.808 mm for V-shaped threads, respectively. In this design, the most effective parameters on stress distribution were the depth and pitch of the micro-threads based on sensitivity analysis results. Conclusion: Based on the results of this study, the optimal implant design has micro-threads with 0.307 and 0.286 mm depth and pitch, respectively, in the upper area and V-shaped threads with 0.405 and 0.808 mm depth and pitch in the rest of the body. These results indicate that micro-thread parameters have a greater effect on stress and strain values.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.731-738
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• 2012

본 논문은 상용 유한요소코드인 ANSYS Workbench 12.1과 CFX 12.1을 이용하여 NREL Phase VI Rotor에 대한 공력특성을 입구풍속 7m/s 경우에 대해 연구하였다. 공탄성 효과를 고려하기 위해 약결합 양방향 유체구조 연성기법을 사용하여 타워구조를 제외한 로터파트에 대해서 해석이 수행되었다. 블레이드 끝단의 초기 피치각은 $3^{\circ}$로 설정하였고, 구조해석모델은 등가강성기법을 적용하였다. 신뢰성 있는 수렴판정 결과의 확보를 위해 블레이드 루터부의 굽힘모멘트를 실시간으로 모니터링 하였다. 해석의 신뢰성을 검증하기 위하여 해석결과를 NREL/NASA Ames 풍동 실험결과와 비교 분석하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권7호
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• pp.769-776
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• 2013

The dynamic compliance characteristics of a prosthetic foot midgait are very important for natural performance in an amputee's gait and should be in a range that provides natural, stable walking. In this study, finite element analysis (FEA) and classical laminate theory were used to examine the mechanical characteristics of a carbon-epoxy composite laminate prosthetic foot as a function of variation in the lamination composition. From this analysis, an FEM model of a prosthetic keel, made from the composite material, was developed. The lamination composition of the keel was designed for improved stiffness. The prototype product was fabricated using an autoclave. Vertical loading response tests were performed to verify the simulation model. The results of the experiments were similar to those from simulations below the loading level of the gait, suggesting use of the proposed simulation model for prosthetic keel design.