In the present work a finite element formulation using dynamic explicit time integration scheme is used for numerical analysis of auto-body panel stamping processes. The lumping scheme is employed for the diagonal mass matrix and linearizing dynamic formulation. A contact scheme is developed by combining the skew boundary condition and direct trial-and-error method. In this work, for economic analysis the faster punch velocity and the mass scaling method are introduced. To investigate the effects of punch velocity and mass scaling, the various values of punch velocity and the various mass scalings are used for numerical analysis. Computations are carried out for analysis of complicated auto-body panel stamping processes such as forming of an oil pan and a fuel tank.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제20권3호
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pp.243-259
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2016
The Richards equation for water movement in unsaturated soil is highly nonlinear partial differential equations which are not solvable analytically unless unrealistic and oversimplifying assumptions are made regarding the attributes, dynamics, and properties of the physical systems. Therefore, conventionally, numerical solutions are the only feasible procedures to model flow in partially saturated porous media. The standard Finite element numerical technique is usually coupled with an Euler time discretizations scheme. Except for the fully explicit forward method, any other Euler time-marching algorithm generates nonlinear algebraic equations which should be solved using iterative procedures such as Newton and Picard iterations. In this study, lumped mass and distributed mass in the frame of Picard and Newton iterative techniques were evaluated to determine the most efficient method to solve the Richards equation with finite element model. The accuracy and computational efficiency of the scheme and of the Picard and Newton models are assessed for three test problems simulating one-dimensional flow processes in unsaturated porous media. Results demonstrated that, the conventional mass distributed finite element method suffers from numerical oscillations at the wetting front, especially for very dry initial conditions. Even though small mesh sizes are applied for all the test problems, it is shown that the traditional mass-distributed scheme can still generate an incorrect response due to the highly nonlinear properties of water flow in unsaturated soil and cause numerical oscillation. On the other hand, non oscillatory solutions are obtained and non-physics solutions for these problems are evaded by using the mass-lumped finite element method.
유한요소법에 사용되어 효율적으로 파랑변형을 해석할 수 있는 (Legendre 보간 함수) 방법을 소개하였다. 고차의 보간함수를 사용하는 유한요소모형은 대부분이 Lagrangian 보간 함수를 사용한다. 이 경우, 적은 수의 요소를 사용하고도 정확한 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만 결과를 얻기 위해 소요되는 시간이 증가한다는 단점이 있다. Mass lumping을 통하여 계산 시간을 절약할 수는 있지만 이 경우에는 해의 정확성이 떨어진다는 단점이 있어 정확도를 향상시키기 위하여 요소의 수를 증가시켜 다시 계산시간이 증대되는 문제가 생기게 된다. 본 연구에서 Lagrangian 보간 함수의 변형된 형태인 Legendre 보간함수에 수치적분을 사용하여 mass lumping을 수행한 것과 같이 대각 행렬을 만들어 시간 절약의 효과를 얻으면서도 정확도가 어느 정도 유지되는 방법을 소개하였다. Boussinesq 방정식을 이용한 다양한 수치 계산을 통하여 본 연구에서 제안하는 방법의 우수성을 검증하였다.
Woo and Liu (2004)의 확장형 Boussinesq FEM 수치모형에서 한계점으로 지적되었던 수치진동현상과 계산 효율성이 크게 개선되었다. 수치진동을 해결하기 위해 subgrid scale stabilization method를 사용하였고, 계산효율성을 높이기 위해서 Hessian 연산자를 도입하였으며, 유속벡터에 대한 행렬 구성을 하나의 행렬로 구성하였다. 또한 추가변수에 대한 행렬은 mass lumping technique을 사용하여 대각행렬로 구성하였다. Vincent and Briggs(1989)의 파랑 굴절 및 회절에 대한 수치실험 결과 수치진동현상이 확연히 줄어 들은 것을 관찰할 수 있었으며, 수리실험 결과와도 상당히 일치하는 결과를 보였다. 이전 모형에 비해 약 10배의 계산소요시간이 줄어 향후 항만부진동이나 퇴적물 이동과 같은 현실적인 문제에 적용이 가능할 것으로 기대된다.
The charged particle type display device is a kind of the reflectivity type display and shows an image by absorption and reflection of external light source. The charged particle is important factor for driving of the display and quantity of charge per mass of the charged particle determines the driving voltage, contrast ratio, response time, etc. But it is easy for the charged particles to be damaged in the putting process of the display and the damages cause lumping phenomenon of the charged particles. Because the lumping phenomenon makes high driving voltage, low quality of optical properties, short life time, etc, so the charged particles must be filled by stable putting methods. In this paper, we filled the charged particles into the panels by electric fields to improve the electrical and optical characteristics of the display. Also, we analyzed the driving characteristics of the charged particles according to the applied putting voltages.
In this paper, a finite element formulation using dynamic-explicit time integration scheme is used for numerical analysis of Hydro-forming processes. The lumping scheme is employed for the diagonal mass matrix and dynamic explicit formulation. Hydro-forming process for auto-body panel forming is analyzed by using dynamic-explicit finite element method. Further, the simulated results of the Hydro-forming processes are shown and discussed. Its application is being increased especially in the automotive industrial area for the cost reduction, weight saving, and improvement of strength.
In the present work a finite element formulation using dynamic-explicit time integration scheme is used for numerical analysis of auto-body panel stamping processes. The lumping scheme is employed for the diagonal mass matrix and dynamic explicit formulation. Analyzed auto-body panel stomping process correction of forming using software called Dynaform using dynamic extensive method. Further, the simulated results for the auto-body panel stamping processes are shown and discussed. Its application is being increased especially in the automotive industrial area for the cost reduction, weight saving, and improvement of strength.
In the present work a finite element formulation using dynamic-explicit time integration scheme is used for numerical analysis of multi-stage stamping processes. The lumping scheme is employed for the diagonal mass matrix and dynamic explicit formulation Multi-Stage stamping is analyzed by using dynamic-explicit finite element method. Further, the simulated results for the panel stamping processes are shown and discussed. Its application is being increased especially in the stamping industrial area for the cost reduction, weight saving, and improvement of strength.
In this paper, a finite element formulation using dynamic-explicit time integration scheme is used for numerical analysis of auto-body panel stamping processes. The lumping scheme is employed for the diagonal mass matrix and dynamic explicit formulation. Auto-body panel forming is analyzed by using dynamic-explicit finite element method. Further, the simulated results of the auto-body panel stamping processes are shown and discussed. Its application is being increased especially in the stamping industrial area for the cost reduction, weight saving, and improvement of strength.
이질적 지하수계에서 물과 DNAPL(dense nenaqueous phase liquids)의 동시적 움직임을 연구하기 위한 수직단면 2차원 유한요소모형이 개발되었다. 물과 DNAPL의 흐름방정식은 비포화 영역 뿐만 아니라 연속적으로 모사하기 위하여 유체 압력항으로 형식화하였다. 이들 지배방정식의 비선형성을 다루기 위하여 mass lumping과 수정 Picard 기법이 이용되었고, 수치진동과 분산을 줄이기 위하여 전방가중이 사용되었다. 본 수치모형의 검증은 중력과 모세관 효과를 모두 고려한 McWhoter와 Sudana(1990)의 해석해와 비교함으로써 행하였다. 또한 수치모형의 타당성 검토의 연구는 진행되고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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