• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2267-2275
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• 2013

기존의 천수흐름 해석 상용모형에서는 내부 경계조건을 단순히 완전활동조건으로 가정하여 유체의 흐름을 해석함으로써 구조물 주위에서의 유속, 와도, 수위, 전단력의 분포, 항력 및 양력의 시간에 따른 변화 등을 올바르게 해석하지 못하였다. 본 연구에서는 구조물 주위에서의 흐름특성을 정확하게 예측할 수 있는 유한요소모형을 개발하고, 구조물에서의 경계조건을 활동길이를 이용한 부분활동조건으로 묘사하여 내부경계조건에 따른 원형 실린더 후면에서의 층류 흐름특성을 분석하였다. 종횡방향 유속 및 와도의 시간에 따른 변화, 후류길이, 활동길이에 따른 와류열의 변화와 질량보존율을 비교한 결과 완전활동조건을 부여한 경우에는 와류열이 전혀 형성되지 않고 완전한 층류흐름이 발생하였다. 부분활동조건을 입력한 경우 실린더 표면에서의 유속분포가 변화되어 전단력의 크기와 와도의 발생에 영향을 미치므로 무활조건을 부여한 경우에 비해 와류열의 발생 주기가 짧아졌다. 최대 질량보존 오차는 무활조건을 적용한 경우 0.73%로 나타났으며, 무활조건에 비해 부분활동조건을 부여한 경우의 오차율이 최대 0.21% 감소하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권6호
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• pp.27-31
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• 2014

본 연구에서는 LP가스 용기용 밸브에서 취약할 것으로 예상되는 Part 1, Part 2, Part 3 지역에 대한 강도안전성을 FEM으로 해석하였다. 밸브의 두께가 1.5mm이고, LPG 압력이 3.5MPa일 때 밸브의 Part 1 모서리 부분에서 27.5MPa의 Von Mises 최대응력이 걸리는 것으로 나타났다. 또한, 밸브의 두께가 1.5mm이고, LPG 압력 3.5MPa이 밸브에 작용할 때 Von Mises 최대응력은 Part 2에서 41.5MPa, 그리고 Part 3에서 46.5MPa으로 나타났다. 이러한 FEM 해석결과는 밸브의 Part 1, Part 2, Part 3에 작용하는 Von Mises 최대응력 모두가 황동소재 C3604의 항복강도 대비 9.2~15.5% 수준으로 대단히 낮은 값을 나타내고 있다. 이것은 기존의 LP가스 용기용 밸브의 두께가 지나치게 과도한 설계를 하였다는 것을 의미한다. 따라서, 밸브의 Part 1과 Part 2 지역의 두께는 황동밸브의 경량화 차원에서 얇게 설계하는 것이 바람직하다. 반면에 Part 3 지역의 두께는 기존의 밸브 두께처럼 두껍게 설계하여 높은 체결토크에도 안전한 강도를 유지하는 것이 좋다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.5-16
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• 2015

본 연구에서는 토사 또는 암반 틈새에 주입하는 그라우팅(시멘트 페이스트)에 섬유를 혼합할 경우 발생하는 인장강도의 특성을 연구하였다. 이와 같이 시멘트로 고결된 토목재료의 인장강도 평가에는 간접적인 방법으로 인장강도를 평가하는 쪼갬인장시험을 주로 사용하고 있다. 하지만, 본 연구에서는 강섬유 또는 PVA 섬유를 중량비로 0%, 0.5%, 또는 1% 혼합한 시멘트 페이스트 내에 유압 실린더를 내장한 직경 15cm, 높이 30cm의 공시체를 제작한 다음 공시체 내부에서 직접 인장력을 가하는 직접인장시험법을 개발하였다. 또한 동일한 재료로 직경 5cm, 높이 10cm 공시체를 만들어 쪼갬인장시험을 실시하여 인장강도 시험방법에 따른 시멘트 페이스트의 인장강도를 비교, 평가하였다. 각각의 공시체는 대기 중에서 7일 또는 28일 양생한 다음 인장시험을 실시하였다. 시험방법에 따른 인장강도는 내장형 실린더를 이용한 직접인장시험법이 쪼갬인장시험법 보다 96%-290% 정도 높은 값을 보였다. 한편 두 종류의 인장시험법에 대한 3차원 유한요소해석을 실시하였으며, 실험 결과와 유사하게 내장형 실린더 인장시험법이 3배 정도 높은 인장강도를 보였다. 섬유 혼합량이 1%까지 증가함에 따라 인장강도는 시험방법에 관계없이 7일 양생한 공시체는 119%-190%, 28일 양생한 공시체는 23%-131%까지 증가하였으며, 양생일수가 7일에서 28일로 증가함에 따라 인장강도는 대부분 감소하는 경향을 보였다. 대부분의 경우 강섬유가 포함된 경우보다 PVA 섬유가 포함된 경우에 약 14%-38% 정도 높은 인장강도를 보였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.206-222
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• 2015

This work uses different finite element approaches to the free vibration analysis of reinforced shell structures, and a simplified model of a typical launcher with two boosters is used as an example. The results obtained using a refined one-dimensional (1D) beam model are compared to those obtained with commercial finite element software. The 1D models that are used in the present work are based on the Carrera Unified Formulation (CUF), which assumes a variable kinematic displacement field over the cross-sections of the beam. Two different sets of polynomials that correspond to Taylor (TE) or Lagrange (LE) expansions were used. The analyses focused on three reinforced structures: a stiffened panel, a reinforced cylinder and the complete structure of the launcher. The frequencies and natural modes obtained using one-dimensional models are compared to those obtained from classical finite element analysis. The classical FE models were built using a beam-shell or solid elements, and the results indicate that the refined beam models can in fact be used to investigate the behavior of very complex reinforced structures. These models can predict the shell-like modes that are typical of thin-walled structures that cannot be detected using classical beam models. The refined 1D models used in the present work provide results that are as accurate as those from solid FE models, but the 1D models have a much lower computational cost.

• 한국CDE학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.253-261
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• 2012

In order to make dental implant surgery successful, it is important to perform proper planning for dental implant placement. In this paper, we propose a decent approach to dental implant placement planning based on geometric processing of 3D models of jawbones, a nerve curve and neighboring teeth around a missing tooth. Basically, the minimum enclosing cylinders of the neighboring teeth around the missing tooth are properly used to determine the position and direction of the implant placement. The position is computed according to the radii of the cylinders and the center points of their top faces. The direction is computed by the weighted average of the axes of the cylinders. For a cylinder whose axis passes the position along the direction, its largest radius and longest length are estimated such that it does not interfere with the neighboring teeth and the nerve curve, and they are used to select the size and type of an implant fixture. From the geometric and spatial information of the jawbones, the teeth and the fixture, we can construct the 3D model of a surgical guide stent which is crucial to perform the drilling operation with ease and accuracy. We have shown the validity of the proposed approach by performing the finite element analysis of the influence of implant placement on bone stress distribution. Adopted in 3D simulation of dental implant placement, the approach can be used to provide dental students with good educational contents. It is also expected that, with further work, the approach can be used as a useful tool to plan for dental implant surgery.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.217-228
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• 1997

p-version 유한요소법에 의한 고정밀해석은 응력특이가 발생하는 선형탄성 문제에 매우 적합한 방법으로 인식되고 있다. 해석 결과의 정확도, 모델링의 단순성, 입력자료에 대한 통용성 및 사용자와 CPU 시간의 절감 등 여러장점이 선형탄성 문제에 적용되어 우수성이 입증되었지만, 탄소성 해석분야는 아직 적용이 이루어지지 않고 있다. 그러므로 본 논문에서는 일-경화재료에 대한 구성방정식을 이용하여 정식화된 증분소성이론과 소성유동법칙에 근거한 재료비선형 p-version 유한요소모델이 제안되었다. 비선형방정식을 풀기 위해 Newton-Raphson법과 초기강성도법 등의 반복법이 모색되었다. 제안된 모델을 이용하여 개구부를 가진 사각형 평판과 내압을 받는 두꺼운 실린더, 그리고 등분포하중을 받는 원판해석 등의 수치실험이 수행되었다. 한편, p-version 모델에 의한 해석결과는 문헌의 이론값과 상용유한요소프로그램인 ADINA의 해석결과와 비교 검증되었다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.221-230
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• 2014

Simplified finite element model of spark ignition (SI) engine to analyse combustion heat transfer is presented. The model was discredited with 3D thermal elements of global length 5 mm. The fuel type is petrol. Internal nodal temperature of cylinder body is defined as 21000C to represent occurrence of gasoline combustion. Material information and isotropic material properties are taken from published report. The heat transfer analysis is done for the instant of combustion. The model is validated by comparing the computed maximum temperature at the piston surface with the published result. The computed temperature gradient at the crucial parts are plotted and discussed. It has been found that the critical top surface suffered from thermal and the materials used to construct the engine parts strongly influenced the temperature distribution in the engine. The model is capable to analyze heat transfer in the engine reasonably and efficiently.

• 소성∙가공
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• 제4권2호
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• pp.141-150
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• 1995

The purpose of the open die press forging is to maximize the internal deformation for better structural homogeneity and center-line consolidation in case of the ingot. A two and three dimensional viscoplastic finite element analysis is carried out for the plate, cylinder and square forging with the flat die in order to study the forging effects during the process. Effect of width, height reduction, and die staggering are studied through simulation of the process. Thus favorable working conditions are suggested for better and more disirable product quality.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제27권4호
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• pp.520-525
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• 2003

This article provides a dynamic modeling methodology of engines to be accurate with a small number of degrees of freedom for an active vibration control using a top bracing. First. a finite element (FE) model for the engine structure is constructed so that the size of model is as small as possible where the dynamic characteristics of engine are ensured. Second. a technique is studied to obtain the exact mass and stiffness matrices of the FE model. The size of matrices from the FE model is still too large to apply. Finally, a model reduction is. therefore. conducted to make an appropriate dynamic model for designing and simulating a top bracing. In this article, a dynamic model of a large 9 cylinder engine is constructed and reviewed by comparing its natural frequencies and steady state reponses with those of experimental data provided by manufacturer.

• 소성∙가공
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• 제7권2호
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• pp.114-126
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• 1998

A plasticity theory applicable to the powdered metal compaction is briefly summarized and its varia-tional form for the finite element analysis is described. The compaction processes of axisymmetric solid cylinder are simulated. For the analysis of the friction effect on compaction process the investigations were performed for different compact geometries. Efforts are focused on the transmitted pressure through the compact and density distributions within the compacts. Numerical results show that :(1) the friction coefficient could be selected simply from the transmitted force data by the single acting compaction test and the simulated results ; and (2) density variations within the compacts rely on the compact geometry such as height to diameter ration and the frictional condition between compact and dies.