• 한국수자원학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.185-195
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• 1999

운동파 이론의 수치해석에는 유한차분법과 특성곡선법이 주로 사용된다. 유한차분법의 경우 지배방정식의 차분과정에서 발생하는 절단오차에 의하여 첨두유량의 감쇠가 발생한다. 특성곡선법의 경우 첨두유량은 양호하게 보존되지만, 수치해석 과정에서 발생하는 충격파를 적절하게 고려하지 못한다. 본 연구에서는 운동파 이론에 근거한 각각의 수차해석 기법의 특성을 살펴보았으며, 특성곡선법으로 수치해석할 때 발생하는 충격파의 수치처리기법인 Propagating Shock Fitting 기법과 Approximate Shock Fitting 기법에 대하여 적용성을 파악하였다. Propagation Shock Fitting 기법은 충격파를 양호하게 처리하였으나 유로연장이 긴 하천에서 유량이 급변하는 경우 적절하게 충격파를 처리하지 못하였다. Propagation Shock Fitting 기법을 반복하여 계산하는 Approximate Shock Fitting 기법은 이러한 경우에 발생하는 충격파를 적절히 처리하는 것을 확인할 수 있었다. 충격파 처리기법에 의한 운동파 이론의 계산결과와 완전동력학파 이론에 의한 결과도 비교하고 토의하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권2호
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• pp.148-154
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• 2004

자기지전류(MT)법의 3차원 모델링에 대해 소개한다. 3차원 MT 모델링은 MT 반응의 물리적 특성의 이해뿐만 아니라 지하의 3차원적 전기비저항 구조를 재구성하기 위한 역산법의 개발에도 필수적이다. 지난 20년 동안 3차원 모델링에 관한 여러 수치기법들이 개발되었으나 그 실용성에는 많은 한계가 있었다. 그러나 최근에는 컴퓨터의 급속한 발전과 대형 연립방정식에 대한 반복해법의 발전에 힘입어 이전에는 어려웠던 복잡한 3차원 구조에 대한 MT 반응을 효율적으로 모델링할 수 있게 되었다. 유한차분법에서는 자기 flux와 전류의 보존법칙을 만족하면서 전기장의 불연속을 표현할 수 있는 staggered 격자의 사용이 보편화되었다. 대형 연립방정식에 대한 수치해의 수렴성은 Krylov 부분공간법, 적당한 전처리 기술 및 정적 발산보정법을 채택함으로써 크게 향상된다. 변요소를 사용하는 벡터 유한요소법으로도 전기장의 불연속 문제를 해결할 수 있으며 이 방법이 가진 기하학적 유연성은 불규칙한 지표기복을 포함한 복잡한 구조를 모델화할 때 특히 유용하다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권1호
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• pp.36-43
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• 2012

연구 목적: 본 연구는 hexagon 높이에 따른 임플란트 각 부위와 주위 지지조직의 응력분포를 3차원 유한요소 해석을 통해 평가하여 hexagon 높이가 기계적 안정성에 미치는 영향을 평가하고자 시행되었다. 연구 재료 및 방법: 외측 연결 형태의 ${\phi}4.0mm{\times}11.5mm$ USII (Osstem Co., Pusan, Korea) 임플란트 시스템을 이용하여 하악 제 1대구치 부위에 임플란트를 식립하여 보철 수복한 경우를 연구 모델로 가정하고 임플란트 고정체의 외측 연결부인 hexagon의 높이를 각각 0.0 mm, 0.7 mm, 1.2 mm, 1.5 mm로 적용한 CAD data를 유한요소 모형화하였다. ABAQUS 6.4 (ABAQUS Inc., Providence, RI, USA)를 이용하여 산출된 응력 값 중에서 등가응력을 기준으로 각 요소(상부 치관, 지대주 나사, 고정체, 치밀골, 해면골)에서 나타나는 최대 응력 값을 비교 하였다. 결과: 외측 연결을 갖는 임플란트의 hexagon의 높이는 고정체, 지대주 나사, 상부 보철물 그리고 주위 지지골에 대해 응력 분산에 영향을 주었다. Hexagon의 높이가 증가할수록 임플란트의 응력 분산은 더 잘 이루어졌으며, 최대 응력 값의 감소를 보였다. Hexagon의 높이가 1.2 mm 이상이 되면 응력 분포에 더 이상 크게 기여하지 않았다. 결론: 외측연결을 갖는 임플란트에서 hexagon은 응력 분산에 필수적인 요소이며 그 높이가 증가할수록 더욱 효과적인 응력의 분산이 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.797-803
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• 2009

The accurate prediction of dynamic characteristics of high speed rotors, such as gas turbines, is important to avoid the possibility of operating the machinery near the critical speeds or unstable speed regions. However, the dynamic analysis methods and softwares for gas turbines have been developed in the process of producing many gas turbines by manufacturers and most of them have seldom been disclosed to the public. Recently, commercial FEM softwares, such as SAMCEF, ANSYS and NASTRAN, started supporting some rotordynamics analysis modules based on 3-D finite elements. In this paper, the dynamic analysis method using commercial S/W, especially ANSYS, is attempted for the small-size gas turbine engine rotor, and the analysis capability and limitations of its rotordyamics module are evaluated for further improvement of the module. As the preliminary procedure, the rotordyamic analysis capability of ANSYS was tested and evaluated with the reference models of the well-known dynamics. The limitations in application of the rotordynamics module were then identified. Under the current capability and limitations of ANSYS, it is shown that Lee diagram, a new frequency-speed diagram enhanced with the concept of $H{\infty}$ in rotating machinery, can be indirectly obtained from FRFs computed from harmonic response analysis of ANSYS. Finally, it is demonstrated based on the modeling and analysis method developed in the process of the S/W verification that the conventional Campbell diagram, Lee diagram, mode shapes and critical speeds of the small-size gas turbine engine rotor can be computed using the ANSYS rotordynamics module.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.36-44
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• 2010

The accurate prediction of dynamic characteristics of high speed rotors, such as gas turbines, is important to avoid the possibility of operating the machinery near the critical speeds or unstable speed regions. However, the dynamic analysis methods and softwares for gas turbines have been developed in the process of producing many gas turbines by manufacturers and most of them have seldom been disclosed to the public. Recently, commercial FEM softwares, such as SAMCEF, ANSYS and NASTRAN, started supporting some rotordynamics analysis modules based on 3-D finite elements. In this paper, the dynamic analysis method using commercial S/W, especially ANSYS, is attempted for the small-size gas turbine engine rotor, and the analysis capability and limitations of its rotordyamics module are evaluated for further improvement of the module. As the preliminary procedure, the rotordyamic analysis capability of ANSYS was tested and evaluated with the reference models of the well-known dynamics. The limitations in application of the rotordynamics module were then identified. Under the current capability and limitations of ANSYS, it is shown that Lee diagram, a new frequency-speed diagram enhanced with the concept of $H{\infty}$ in rotating machinery, can be indirectly obtained from FRFs computed from harmonic response analysis of ANSYS. Finally, it is demonstrated based on the modeling and analysis method developed in the process of the S/W verification that the conventional Campbell diagram, Lee diagram, mode shapes and critical speeds of the small-size gas turbine engine rotor can be computed using the ANSYS rotordynamics module.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권1호
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• pp.1-11
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• 2002

본 논문에서는 나노영역의 고해상도 도핑 농도 측정 장비 개발을 위해 공핍 근사 조건하 복잡한 계산 영역에서 공핍 영역을 간단히 계산할 수 있는 방법을 개발하였다. 개발된 공핍영역 계산 방법은 유한요소법을 이용한 적응분할 포아송 방정식 해석기를 사용하여 대전된 영역의 경계에서 전위가 0인 등고선과 일치하도록 하여 계산하는 방법이다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 계산된 대전영역 및 전위분포가 공핍영역의 정의에 맞는지 확인하였으며, pn 접합에서의 공핍영역 깊이 및 MOS 구조에서 정전용량을 계산하여 비교해 본 결과 이론치와 정확히 일치함을 알 수 있었다. 이러한 Pn 접합 및 MOS 에서 공핍영역 계산 검증을 바탕으로 나노영역의 탐침을 장착한 SCM에서 전압에 따른 실리콘 내의 공핍영역 모양과 전위를 분석하여, 정전용랑 모델링을 하였으며, 이로부터 CV 곡선과 SCM의 출력인 dC/dV곡선을 계산하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제30권5호
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• pp.303-310
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• 2014

In order to reduce friction and improve reliability, researchers have applied various surface texturing methods to highly sliding machine elements such as mechanical seals and piston rings. Despite extensive theoretical research on surface texturing, previous numerical results are only applicable to isothermal and iso-viscous conditions. Because the lubricant flow pattern of textured bearing surfaces is much more complicated than that for non-textured bearings, the Navier?Stokes equation is more suitable than the Reynolds equation for the former. This study carries out a thermohydrodynamic (THD) lubrication analysis to investigate the lubrication characteristics of a single micro-dimpled parallel thrust bearing cell. The analysis involves using the continuity, Navier?Stokes, energy, temperature?viscosity relation, and heat conduction equations with the commercial computational fluid dynamics (CFD) code FLUENT. This study discretizes these equations using the finite volume method and solves them using the SIMPLE algorithm. The results include finding the streamlines, pressure and temperature distributions, and variations in the friction force and leakage for various dimple radii and depths. Increasing the dimple radius and decreasing the depth causes a recirculation flow to form because of a strong vortex, and the oil temperature greatly increases compared with the non-textured case. The present numerical scheme and results are applicable to THD analysis of various surface-textured sliding bearings and can lead to further study.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권9호
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• pp.745-751
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• 2014

멀티 노즐로 구성된 추진기관의 경우, 각 노즐별 노즐마개 파열압력의 편차가 초기 분력을 유발하고 유도탄의 비행안정성에 영향을 미친다. 따라서 노즐마개 설계 시 먼저 형태별로 파열거동을 분석하여 원하는 파열압력에서 균일하게 파열되는지를 확인해야 한다. 본 연구에서는 평판형, "+" 노치형 노즐마개에 대한 파열거동을 실험적, 해석적인 방법으로 분석하였다. 실험 시 저장온도, 노치의 유무, 노치방향에 따른 노즐마개 파열압력 및 편차를 분석하였다. 그리고 유한요소해석을 통해 노즐마개의 파열거동을 순차적으로 분석하고, 그 결과를 실험값과 비교하여 정확성을 검증하고자 하였다. 해석 시 상용프로그램인 Abaqus/Explicit를 사용하였고, 파손모델은 Johnson-cook 전단파손모델을 적용하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권5호
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• pp.1115-1144
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• 2015

Current climate conditions along with advances in technology make further design and verification methods for structural strength and reliability of wind turbine towers imperative. Along with the growing interest for "green" energy, the wind energy sector has been developed tremendously the past decades. To this end, the improvement of wind turbine towers in terms of structural detailing and performance result in more efficient, durable and robust structures that facilitate their wider application, thus leading to energy harvesting increase. The wind tower industry is set to expand to greater heights than before and tapered steel towers with a circular cross-section are widely used as more capable of carrying heavier loads. The present study focuses on the improvement of the structural response of steel wind turbine towers, by means of internal stiffening. A thorough investigation of the contribution of stiffening rings to the overall structural behavior of the tower is being carried out. These stiffening rings are placed along the tower height to reduce local buckling phenomena, thus increasing the buckling strength of steel wind energy towers and leading the structure to a behavior closer to the one provided by the beam theory. Additionally to ring stiffeners, vertical stiffening schemes are studied to eliminate the presence of short wavelength buckles due to bending. For the purposes of this research, finite element analysis is applied in order to describe and predict in an accurate way the structural response of a model tower stiffened by internal stiffeners. Moreover, a parametric study is being performed in order to investigate the effect of the stiffeners' number to the functionality of the aforementioned stiffening systems and the improved structural behavior of the overall wind converter.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.139-149
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• 1994

본 논문에서는 항만 부진동현상을 예측할 수 있는 무한요소를 이용한 유한요소기법에 대해서 연구하였다. 지배방정식으로는 완경사방정식을 사용하였으며, 고체경계면에서의 에너지 손실효과를 고려하기 위하여 부분반사조건을 도입하였다. 외부영역 무한경계조건을 효율적으로 처리하기 위하여 새로운 무한요소를 개발하였다. 개발된 무한요소의 형상함수는 해석적 도유함수의 급수해의 진행파항을 나타내는 제 1종 Hankel 함수의 점근적 형태를 사용하여 결정하였다. 수치해석상의 효율성을 제고하기 위하여 무한요소의 시스템행렬 구성시 나타나는 무한방향으로의 적분을 해석적으로 수행하였다. 기존의 수리실험 및 타 수치모형 결과와의 비교를 통하여 본 연구에서 개발한 무한요소에 기초한 수치모형의 타당성을 입증하였다. 또한 해석의 효율성과 정도에 직접적으로 영향을 주는 무한요소의 위치결정에 대한 수치실험도 수행하였다.