• Steel and Composite Structures
• /
• 제35권1호
• /
• pp.77-92
• /
• 2020

The present paper outlined a procedure for geometrically nonlinear dynamic analysis of functionally graded graphene platelets-reinforced (GPLR-FG) nanocomposite cylinder subjected to mechanical shock loading. The governing equation of motion for large deformation problems is derived using meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) method based on total lagrangian approach. In the MLPG method, the radial point interpolation technique is employed to construct the shape functions. A micromechanical model based on the Halpin-Tsai model and rule of mixture is used for formulation the nonlinear functionally graded distribution of GPLs in polymer matrix of composites. Energy dissipation in analyses of the structure responding to dynamic loads is considered using the Rayleigh damping. The Newmark-Newton/Raphson method which is an incremental-iterative approach is implemented to solve the nonlinear dynamic equations. The results of the proposed method for homogenous material are compared with the finite element ones. A very good agreement is achieved between the MLPG and FEM with very fine meshing. In addition, the results have demonstrated that the MLPG method is more effective method compared with the FEM for very large deformation problems due to avoiding mesh distortion issues. Finally, the effect of GPLs distribution on strength, stiffness and dynamic characteristics of the cylinder are discussed in details. The obtained results show that the distribution of GPLs changed the mechanical properties, so a classification of different types and volume fraction exponent is established. Indeed by comparing the obtained results, the best compromise of nanocomposite cylinder is determined in terms of mechanical and dynamic properties for different load patterns. All these applications have shown that the present MLPG method is very effective for geometrically nonlinear analyses of GPLR-FG nanocomposite cylinder because of vanishing mesh distortion issue in large deformation problems. In addition, since in proposed method the distributed nodes are used for discretization the problem domain (rather than the meshing), modeling the functionally graded media yields to more accurate results.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.813-822
• /
• 2002

본 연구에서 초기재령 콘크리트의 단면 내 수화도와 온도 및 습도분포를 구하는 3차원 유한요소 해석 프로그램을 개발하기 위한 수화도에 따른 재료 모델을 제시하고, 수치해석 절차에 관하여 정립하였다. 재료물성이 급격히 변화하는 초기재령 콘크리트의 거동을 모사하는 과정에서 온도 및 습도에 관련된 재료 물성이 수화도에 따라 결정하였다. 또한 수분거동 연구는 경화한(mature) 콘크리트에 대해서는 여러 연구자에 의해 수행되었지만, 초기재령 콘크리트의 전달계수, 수분용량에 관한 연구는 제대로 정립되지 않은 실정이다. 또한 일반적으로 보통콘크리트에서 무시되는 수분감소항은 고강도 및 고성능 콘크리트의 자기건조(self-desiccation)와 관련된 자기수축(autogenous shrinkage)을 유발하고, 이는 구조물의 장기 내구성 및 사용성 측면에서 중요한 관심사이다. 따라서 본 연구는 초기재령 콘크리트의 온도 및 수축에 의한 응력을 평가하기 위하여, 고강도 및 고성능 콘크리트를 포함한 초기재령 콘크리트의 온도 및 수분거동을 적절히 표현하는 수학적 재료 모델을 제시하고, 콘크리트의 단면 내 수화도와 온도 및 습도분포를 결정하는 3차원 유한요소 해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램을 이용한 수치해석 결과는 실험결과와의 비교를 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• 응용통계연구
• /
• 제21권6호
• /
• pp.923-932
• /
• 2008

우리는 자명하지 않은 상관 구조를 갖는 복잡한 다변량 자료에 직면하는 경우가 있다. 예를 들어 군집 구조 자료의 경우 생략된 변수들이 한 개 이상의 관측값에 동시적으로 영향을 줄 수 있기 때문에 결과들 간에 상관 구조를 모형화하는 것은 추정량의 효율성과 정확한 표준오차의 계산 등의 타당한 추론을 위해서 중요하다 관측값들 간에 종속성을 두는 표준 방법으로는 관측 값들이 관찰되지 않은 어떤 변수를 공유한다고 가정하는 것인데, 이러한 가정에 대해 본 연구에서는 다수준 모형을 고려한 상관된 임의효과 모형을 적합시켰다. 추정은 준모수적 접근방법으로 임의계수 분포에 대한 모수적 가정 없이 유한혼합 EM-알고리즘을 통하여 수행되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권10호
• /
• pp.61-74
• /
• 2018

본 연구에서는 케이블 인발하중이 작용하는 현수교의 앵커리지 종류 중 터널식 앵커리지의 인발거동 특성을 축소모형실험과 수치해석을 통하여 분석하였다. 터널식 앵커리지는 국내외 적용사례가 적고 파괴형태 및 안전율 등 설계기법이 명확히 정립되어 있지 않아 설계기법 개선과 관련한 연구가 필요한 실정이다. 이에 국내 최초로 터널식 앵커리지가 적용된 울산대교를 대상으로 형상 및 구조를 단순화하여 축소모형실험을 수행하였다. 모형실험에서 앵커리지 구체와 주변 암반을 석고혼합물로 구현하였고, 평면 변형률 조건에서 인발 거동 특성을 조사하였다. 모형실험결과 터널식 앵커리지의 최종 인발 파괴모드는 울산대교의 설계시 가정한 바와 달리 쐐기(wedge)형태로 나타났다. 이를 검증하기 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 수치해석을 시행하였고, 모형실험결과와 동일한 인발 파괴 거동을 확인할 수 있었다. 수치해석에서는 추가적으로 모형재료의 포아송비 및 주변암반의 강도 변화에 따른 영향을 조사하였다. 그 결과 극한 인발상태까지는 포아송비에 따른 영향이 적은 것으로 나타났고, 주변암반의 강도가 앵커리지 구체의 강도보다 10배 이상 큰 특수한 경우에 한하여 앵커리지가 주변 암반의 경계면을 따라 빠져나오는 소위 플러그(plug)형태의 파괴모드가 발생할 수 있음을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.451-458
• /
• 2002

골다공증이란 골량의 감소에 의해 야기되며. 해면골 미세구조의 골밀도가 감소하는 질병이다. 약물치료(부갑상선 호르몬)법은 골소주의 두께 및 골의 강도를 어느 정도 증가시킬 수 있는 호르몬 치료법이다. 척추성형술은 골다공성 척추 압박 골절의 치료를 위하여 척추 해면골에 주사기를 통하여 골 시멘트를 주입하는 최소 침습적 수술법이다. 임상적으로 골 시멘트의 물성치에 영향을 미치더라도 점성 감소와 주입 시간 확보를 위해 중합비율을 변경하여 사용한다. 본 연구의 목적은 골 시멘트 중합비율 변경에 따른 척추 해면골의 역학적 특성을 알아보고자 한다. 본 논문에서 는 수정된 보로노이 도형을 이용하여 척추 해면골의 유한요소 모델을 생성하고, 골 시멘트의 중합비율(0.40~l.07$m\ell$/g)에 따른 척추 해면골의 강도회복 정도를 비교하였다. 또한 골다공증 치료에서 호르몬 치료와 골 시멘트 치료의 상대적인 영향을 비교 분석하였다. 분석결과 골 시멘트 치료모델의 탄성계수와 강도는 정상 상태의 약 50%로 회복되었으며, 이 값은 호르몬 치료 모델의 약 2배이다. 0.53$m\ell$/g의 중합비율에서 골 시멘트의 탄성계수와 강도가 최고이며 1.07$m\ell$/g의 중합비율에서 최소의 탄성계수와 강도(각각 42%와 49%)이지만 약물 치료보다는 더 효과적임을 알 수 있다. 척추성형술시 제작사에서 추천하는 중합비율과 다른 비율을 사용할 경우 골 시멘트의 물성치 감소뿐만 아니라 환자의 골 밀도에 따라서 해면골의 강도회복에 문제가 발생할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6D호
• /
• pp.809-817
• /
• 2008

이동하중에 의한 아스팔트 포장의 변형률과 피로수명을 예측할 수 있는 유한요소해석 프로그램을 개발하고 그 성능을 현장 및 가속시험의 계측결과로 검증하였다. 본 논문에서는 아스팔트 혼합물의 점탄성 연속체 손상(ViscoElastic Continuum Damage, VECD)모형을 유한요소해석 프로그램인 VECD-FEP++(Finite Element Program in C++)로 구현하는 과정을 다루고 있다. 아스팔트 혼합물의 피로손상은 열역학 이론에 근거한 Schapery의 일 포텐셜 이론(work potential theory)과 일축 단일 변형률 인장 시험으로 정의하고 이를 VECD 모형의 입력변수로 사용하였다. 실제 포장의 동적 변형률을 예측하기 위하여 한국도로공사 시험도로에서 이동하중 시험을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 또한 4가지 서로 다른 아스팔트 혼합물(일반밀입도, SBS, Terpolymer, CR-TB)을 사용한 포장가속시험을 실시하고 각각의 피로 특성을 유한요소해석으로 예측하였다. 아스팔트 기층상부와 기층하부에서의 횡방향 변형률은 계측과 수치해석결과가 잘 일치하였다. 반면에, 표층과 중간층에서의 응답은 차량접지하중의 복잡한 영향으로 인하여 이를 반영할 수 없는 현재의 유한요소해석모델의 예측결과와는 다소 차이가 있었다. 포장가속시험결과 SBS 혼합물의 피로저항능력이 가장 우수한 것으로 평가 되었으나 VECD-FEP++에 의한 수명은 이와는 다르게 Terpolymer가 가장 우수한 것으로 예측되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권7호
• /
• pp.883-889
• /
• 2013

응답의 분포는 변수의 분포에 따라 달라진다. 특히 변수의 분포가 두 개 이상의 모드를 가질 때, 대부분 응답의 분포 또한 두 개 이상의 모드를 갖는다. 이런 문제에 대해 기존의 신뢰성해석 기법은 변수를 하나의 모드를 갖는 특정 연속확률분포로 가정하고 신뢰성해석을 수행한다. 하지만 실제 문제에서 변수들은 이산정보이면서 두 개 이상의 모드를 갖는 경우가 많기 때문에 변수의 분포에 대한 가정을 하지 않고 두 개 이상의 모드를 고려한 신뢰성해석을 수행하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 두 개 이상의 모드를 갖는 분포를 추정할 수 있는 기법인 아카이케정보척도와 최대엔트로피법칙을 이용하여 신뢰성해석을 수행한다. 수학예제를 통해 두 기법의 특징을 파악하고 몬테카를로 시뮬레이션의 결과와 비교하여 정확도를 검증한다.

• Design & Manufacturing
• /
• 제7권1호
• /
• pp.55-59
• /
• 2013

A Light Emitting Diode(LED) is a semiconductor device which converts electricity into light. LEDs are widely used in a field of illumination, LCD(Liquid Crystal Display) backlight, mobile signals because they have several merits, such as low power consumption, long lifetime, high brightness, fast response, environment friendly. In general, LEDs production does die bonding and wire bonding on board, and do silicon and phosphor dispensing to protect LED chip and improve brightness. Then lens molding process is performed using mixed liquid silicon rubber(LSR) by resin and hardener. A mixture of resin and hardener affect the optical characteristics of the LED lens. In this paper, computational design of static mixer was performed for mixing of liquid silicon. To evaluate characteristic of mixing efficiency, finite element model of static mixer was generated, and fluidic analysis was performed according to length of mixing element. Finally, optimal condition of length of mixing element was applied to static mixer from result of fluidic analysis.

• 멤브레인
• /
• 제13권4호
• /
• pp.239-245
• /
• 2003

본 연구에서는 은-고분자 전해질 막에서의 프로필렌/프로판에 대한 순수 기체 선택도 (${\approx}10,000$)와 혼합기체 선택도(${\approx}40$)의 큰 차이의 원인을 규명하였다. 먼저 기체 공급 조건이 혼합기체의 투과도와 분리 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 프로필렌의 농도가 감소함에 따라 고분자 전해질 막을 통한 프로필렌의 투과도는 감소하고, 프로판의 투과도는 증가를 하였으며, 그 결과 프로판/프로필렌의 선택도가 감소하였다. 이는 고분자 전해질막의 프로필렌에 의한 가소화에 의한 것임을 실험적 결과 및 수학적 모델에 의해서 확인하였다. 또한, 압력과 무관한 투과도를 사용하였을 때의 이론적 계산에 의한 막 분리 성능은 실험치와 비슷하게 나왔음을 알 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
• /
• 제32권11호
• /
• pp.1071-1083
• /
• 2005

최근 들어 확률 분포를 개체군으로부터 추정하여 보다 효율적으로 최적화를 해결하려는 연구가 진행되고 있다. 특히 복잡한 문제의 해결을 위해서 혼합 분포가 사용되고 있다. 그러나 이 경우 몇 개의 성분으로 혼합 분포를 나타낼 것인가를 결정하기 어려운 문제가 있으며, 각 분포에 의하여 표현되는 이전 세대의 우수한 부분 해들을 잘 결합하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 변분 베이지안 혼합 인자 분석(variational Bayesian mixtures of factor analyzers) 기법을 사용한 개체군의 분포 추정을 통해 실수 공간에서의 최적화 문제를 해결하는 방법을 제안한다. 이 기법은 혼합 분포의 개수 추정을 자동화하며, 잠재 변수(latent variable)를 사용하여 각 분포가 표현하는 세부 개체군 내에 포함된 부분 해들의 혼합을 효율적으로 수행할 수 있다. 잘 알려진 함수 최적화 문제들에 대해 다른 분포 추정 진화 알고리즘과 비교하여 제안하는 방법의 우수성을 검증하였다. 또한 시스템 생물학에서 다루고 있는 생화학 네트워크의 동적 모델링을 위한 매개변수 추정도 성공적으로 수행하였다.