• 대한조선학회지
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• 제19권4호
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• pp.19-29
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• 1982

Galerkin's finite element method is applied to a two-dimensional heat convection-diffusion problem arising in the hydrodynamic lubrication of thrust bearings used in naval vessels. A parabolized thermal energy equation for the lubricant, and thermal diffusion equations for both bearing pad and the collar are treated together, with proper juncture conditions on the interface boundaries. it has been known that a numerical instability arises when the classical Galerkin's method, which is equivalent to a centered difference approximation, is applied to a parabolic-type partial differential equation. Probably the simplest remedy for this instability is to use a one-sided finite difference formula for the first derivative term in the finite difference method. However, in the present coupled heat convection-diffusion problem in which the governing equation is parabolized in a subdomain(Lubricant), uniformly stable numerical solutions for a wide range of the Peclet number are obtained in the numerical test based on Galerkin's classical finite element method. In the present numerical convergence errors in several error norms are presented in the first model problem. Additional numerical results for a more realistic bearing lubrication problem are presented for a second numerical model.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권1호
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• pp.1-14
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• 2004

Numerical solution to linear bending analysis of circular plates is obtained by the method of harmonic differential quadrature (HDQ). In the method of differential quadrature (DQ), partial space derivatives of a function appearing in a differential equation are approximated by means of a polynomial expressed as the weighted linear sum of the function values at a preselected grid of discrete points. The method of HDQ that was used in the paper proposes a very simple algebraic formula to determine the weighting coefficients required by differential quadrature approximation without restricting the choice of mesh grids. Applying this concept to the governing differential equation of circular plate gives a set of linear simultaneous equations. Bending moments, stresses values in radial and tangential directions and vertical deflections are found for two different types of load. In the present study, the axisymmetric bending behavior is considered. Both the clamped and the simply supported edges are considered as boundary conditions. The obtained results are compared with existing solutions available from analytical and other numerical results such as finite elements and finite differences methods. A comparison between the HDQ results and the finite difference solutions for one example plate problem is also made. The method presented gives accurate results and is computationally efficient.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제17권1_2_3호
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• pp.73-91
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• 2005

The application of Green's function in calculation of flow characteristics around submerged and floating bodies due to a regular wave is presented. It is assumed that the fluid is homogeneous, inviscid and incompressible, the flow is irrotational and all body motions are small. Two methods based on the boundary integral equation method (BIEM) are applied to solve associated problems. The first is a low order panel method with triangular flat patches and uniform distribution of velocity potential on each panel. The second method is a high order panel method in which the kernels of the integral equations are modified to make it nonsingular and amenable to solution by the Gaussian quadrature formula. The calculations are performed on a submerged sphere and some floating spheroids of different aspect ratios. The excellent level of agreement with the analytical solutions shows that the second method is more accurate and reliable.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.1001-1004
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• 1987

본 연구에서는 우선 선형 탄성문제의 변분해(variational solution)가 Sobol- ev 공간[ $H^{1}$(.OMEGA.)]= $H^{1}$(.OMEGA.)* $H^{1}$(.OMEGA.)* $H^{1}$(.OMEGA.)에서 유일하게 존재함을 재 검토하고 다음으로 경계적분식의 해도 변분해와 같음을 보인다. 이것은 선형 탄 성문제의 경우 고전해(classical solution)가 존재하지 않을 경우에도 BEM을 사용하여 변분해의 수치적 근사치를 구할 수 있다는 수학적 근거가 된다. 이를 위해서 Sobol- ev 공간 내에서의 Green's formula를 적용하는데 점하중해의 특이점(singularity)때문 에 Green's formula를 적용하기가 곤란해진다. 이 문제는 적분영역 .OMEGA.를 .OMEGA.-Ｂ$_{\rho }$로 치환하고 .rho.를 0으로 접근시키는 방법으로 해결한다. 이 때 Ｂ$_{\rho}$는 특이 점에 중심을 두고 매우 작은 변경 .rho.를 갖는 구이다.ho.를 갖는 구이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.141-152
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• 1993

본 연구에서는 축대칭 열전도 고체의 형상설계민감도 해석을 위하여 2차원 문 제를 다룬 Lee, Choi와 Kwak의 방법을 축대칭 문제로 확장하였다.축대칭 형태로 표 시된 직접 및 간접 경계적분방정식의 정식화에 기초하여 전미분방접과 보조변수방법으 로 형상최적화 문제에서 발생하는 일반적인 성능 범함수의 형상설계민감도 공식을 유 도하고, 온도 및 열속의 제한조건에 이를 응용하였다. 제시된 민감도해석방법의 정 확성을 검증하기 위하여 해석적인 해를 갖는 원통문제와 구문제를 다루었는데, 두 문 제에 대하여 민감도 공식을 이용하여 수치계산된 결과를 해석적인 민감도와 비교하였 다. 또한 복잡한 수치해로서 냉각핀(cooling fin)문제를 다루었으며, 민감도 공식에 의한 계산 결과를 유한차분(finite difference)으로 수치미분한 결과와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.671-682
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• 2004

본 연구는 부분 전단연결을 가지는 강-콘크리트 합성보의 처짐에 미치는 전단슬립의 영향을 조사하는 것이다. 현재 각국의 설계규준에서는 합성보의 처짐 계산시 전단연결재의 강도와 관련되어 있지만, 본 연구에서는 하중조건에 상관없는 전단연결재의 강성에 기반을 둔 정확한 해를 유도하였다. 우선, 평형조건, 곡률의 적합조건에 기반을 둔 3가지 하중조건에서의 합성보의 등가강성을 유도하고, 이로부터 하중조건에 상관없이 슬립의 영향을 적용할 수 있는 간편한 제안식을 유도하였다. 이러한 제안식의 타당성을 검증하기 위해서 현재 AISC에서 사용하고 있는 합성보의 유효강성 및 Nie가 제안한 식과 비교하였다. 일반적으로 사용되는 보의 경우, 전단슬립의 영향은 스팬이 짧을 경우, AISC에 비해서 최대 18%까지의 강성의 감소를 나타냄을 알 수 있었다. 완전합성보의 경우, AISC의 제안 값이 본 연구의 결과 보다 크게 나타났는데, 이는 안전측이 되지 못함을 알 수 있었으며, 불완전 합성보의 경우, AISC 제안식이 본 연구보다 강성을 과소 평가하는 결과를 나타내었다.