• Computers and Concrete
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• 제16권6호
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• pp.881-896
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• 2015

A simultaneous analytical, experimental and numerical analysis of crack initiation, propagation and breaking process of the Central Straight through Crack Brazilian Disk (CSCBD) specimens under diametrical compression is carried out. Brazilian disc tests are being accomplished to evaluate the fracturing process based on stress intensity factors (SIFs). The effects of crack inclination angle and crack length on the fracturing processes have been investigated. The same experimental specimens have been numerically modeled by a higher order indirect boundary element method (HDDM). These numerical results are compared with the existing experimental results proving the accuracy and validity of the proposed numerical method.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.335-341
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• 2017

본 논문에서는 고차미분 연속성을 가지는 형상함수에 기초하여 오일러-베르누이 보 유한요소모델을 정식화하였으며, 다양한 경계조건들에 대하여 그 성능을 평가하였다. 이러한 유한요소 모델들은 새로이 개발되는 고차 보 이론들과 논로컬 탄성이론에 기초한 보 이론들의 유한요소해석에 필요하다. 그러나 고차 연속성을 가지는 유한요소에 대한 성능평가는 문헌에서 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 $C^2$ 및 $C^3$ 두 종류의 고차 유한요소들을 정식화하여 외팔보, 단순지지, 고정-힌지 등의 경계조건들을 적용하고 정적해석을 수행하였다. 고전적인 경계조건들 이외에도 고차 경계조건들이 보의 거동에 미치는 영향을 비교분석하였다. 경계조건에 따라서는 처짐의 미분 값들이 경계주변에서 진동하는 현상이 관찰되었으며, 이는 기하학적 경계조건들에 대하여 뚜렷이 나타난다. 특히 고정단과 같은 경계에서의 변위의 고차미분 조건은 이러한 불안정한 현상을 유발한다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 고차 미분 연속성을 가지는 유한요소 이용에 가이드라인으로서 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.28-35
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• 2011

In this paper, the wave-induced motion characteristics of a floating pendulor are investigated numerically. A floating pendulor is a movable-body-type wave energy converter. This device consists of three main parts (floater, pendulum, and damping plates). In order to obtain the hydrodynamic coefficients and wave exciting forces acting on floating bodies, a higher-order boundary element method (HOBEM) using a wave Green function is applied to the present problems. The hinged motion of a pendulum is simulated by applying the penalty method. In order to obtain a more realistic motion response for a pendulor, numerical body damping is included. First, the wave force and motion characteristics of just a floater are observed with respect to different shape parameters. Then, a coupled analysis of a floater, pendulum, and damping plates is carried out. The relative pitch velocity and wave forces acting on the floating pendulor are compared with those of a fixed pendulor.

• 한국통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.181-186
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• 1992

임의 단면을 갖는 도체 및 유전체주로 비추어진 TMz 산란 특성은 경계요소법으로 해석하였다. 경계요소 방정식은 Maxwell 방정식, 가중잔차 또는 Green 정리, 그리고 경계조건에 의해서 구성된다. 이때 경계상에서의 미지 표면장은 경계요소 접근 방정식으로 계산된다. 경계상에서 표면장이 구해지므로 무한공간에서 산란된 장과 산란폭은 쉽게 구할 수 있다. 해석된 예로써 완전도체 원형과 타원형 원통주, 그리고 유전체 원형과 타원형 원통주로부터의, 평면과 산란을 수치적으로 해석하였다. 컴퓨터 프로그램은 2차요소(고차경계요소)와 Gaussian구적법을 사용하여 향상시켰다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제1권1호
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• pp.128-144
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• 1998

일반적인 선형 탄성해석 경계 요소법이 초 고속 회전과 정상 열전도에 의한 열 탄성 효과가 고려된 문제에 적용되었다. 축대칭 경계 요소법 구성이 요약되었고, 등가 경계 적분 방정식의 물체력 핵 함수의 체적 적분 전환방법에 일반화된 내적과 벡터 연산법 개념이 도입되었다. 고차 경계 요소 적용을 위한 이산화 수치 해석법이 요약되었고, 소형 젯트 엔진(ADD 500)의 터어빈 로우터 디스크의 해석 결과가 유한 요소해와 비교되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.31-40
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• 2001

일반적으로 특이점들을 분포하여 물체주위 유동장을 해석할 때 저차패널법(Low-Order Panel Method)이 유용하게 사용되어져 왔다. 저차패널법과는 다르게 적분방정식의 계산정도와 해의 수렴성을 높일 수 있는 방법으로서, 물체경계의 형상을 2차 이상의 고차곡면요소로 표현하고 각 곡면요소 내에서 물리량의 변화를 동일한 차수를 갖는 고차경계요소법을 사용할 수 있다. 본 연구에서는 물체표면의 곡면요소와 물리량의 변화를 9절점 라그란지안(Lagrangian) 형상함수를 사용하여 정상 포텐셜유동 중에 작동하는 프로펠러 주위의 유동을 해석하였다. 개발된 프로그램을 프로펠러의 해석에 앞서 원형 날개에 대하여 Jordan의 선형 해석해와 비교하였으며, 두께의 영향을 관찰하였다. 프로펠러의 해석을 위해 DTRC 4119 프로펠러와 DTRC 4842 프로펠러에 적용하여 실험치와 계산치를 비교 검토하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권3호
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• pp.583-601
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• 2015

In the present study, the combined effects of thermal and mechanical loadings on the interlaminar shear stresses of both moderately thin and thick composite laminated beams are numerically analyzed. The finite element modelling of laminated composite beams and analysis of interlaminar stresses are performed using the commercially available software package MSC NASTRAN/PATRAN. The validity of the finite element analysis (FEA) is demonstrated by comparing the experimental test results obtained due to mechanical loadings under the influence of thermal environment with those derived using the present FEA. Various parametric studies are also performed to investigate the effect of thermal loading on interlaminar stresses generated in symmetric, anti-symmetric, asymmetric, unidirectional, cross-ply, and balanced composite laminated beams of different stacking sequences with identical mechanical loadings and various boundary conditions. It is shown that the elevated thermal environment lead to higher interlaminar shear stresses varying with the stacking sequence, length to thickness ratio, ply orientations under identical mechanical loading and boundary conditions of the composite laminated beams. It is realized that the magnitude of the interlaminar stresses along xz plane is always much higher than those of along yz plane irrespective of the ply-orientation, length to thickness ratios and boundary conditions of the composite laminated beams. It is also observed that the effect of thermal environment on the interlaminar shear stresses in carbon-epoxy fiber reinforced composite laminated beams are increasing in the order of symmetric cross-ply laminate, unidirectional laminate, asymmetric cross-ply laminate and anti-symmetric laminate. The interlaminar shear stresses are higher in thinner composite laminated beams compared to that in thicker composite laminated beams under all environmental temperatures irrespective of the laminate stacking sequence, ply-orientation and boundary conditions.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.84-92
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• 2000

본 논문에서는 유한요소와 무한요소를 사용하여 수중 산란체의 산란해석을 수행하였다. 무한영역을 유한영역으로 나누어 유한영역은 유한요소를 사용하여 모델링하고 무한/유한 영역의 경계면에서는 비반사조건을 만족시키기 위하여 무한요소를 사용하되 파동 특성이 가미된 IWEE(Infinite Wave Envelope Element)를 사용하였다. 수중 강체구의 산란해석에 유한요소의 차수, 크기 및 유한요소 모델 그리고 IWEE가 미치는 영향을 살펴보았다. 수치적 산란해석에서 인위적 반사를 줄이기 위해서는 유한요소와 IWEE의 연결을 유연하게 하기 위하여 유한요소는 잘게 나누거나 이차요소를 사용하는 것이 좋으며 IWEE에서는 고차를 사용하는 것이 바람직하다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권3호
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• pp.213-222
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• 2018

The purpose of this paper is to study free vibration analysis of thick plates resting on Winkler foundation using Mindlin's theory with shear locking free fourth order finite element, to determine the effects of the thickness/span ratio, the aspect ratio, subgrade reaction modulus and the boundary conditions on the frequency paramerets of thick plates subjected to free vibration. In the analysis, finite element method is used for spatial integration. Finite element formulation of the equations of the thick plate theory is derived by using higher order displacement shape functions. A computer program using finite element method is coded in C++ to analyze the plates free, clamped or simply supported along all four edges. In the analysis, 17-noded finite element is used. Graphs are presented that should help engineers in the design of thick plates subjected to earthquake excitations. It is concluded that 17-noded finite element can be effectively used in the free vibration analysis of thick plates. It is also concluded that, in general, the changes in the thickness/span ratio are more effective on the maximum responses considered in this study than the changes in the aspect ratio.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권3호
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• pp.311-331
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• 2007

The purpose of this paper is to study shear locking-free analysis of thick plates using Mindlin's theory and to determine the effects of the thickness/span ratio, the aspect ratio and the boundary conditions on the linear responses of thick plates subjected to uniformly distributed loads. Finite element formulation of the equations of the thick plate theory is derived by using higher order displacement shape functions. A computer program using finite element method is coded in C++ to analyze the plates clamped or simply supported along all four edges. In the analysis, 8- and 17-noded quadrilateral finite elements are used. Graphs and tables are presented that should help engineers in the design of thick plates. It is concluded that 17-noded finite element converges to exact results much faster than 8-noded finite element, and that it is better to use 17-noded finite element for shear-locking free analysis of plates. It is also concluded, in general, that the maximum displacement and bending moment increase with increasing aspect ratio, and that the results obtained in this study are better than the results given in the literature.