• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.255-262
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• 2013

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 기법을 기반으로 민들린 후판에 대한 형상 설계민감도 해석법을 제시하였다. 아이소-지오메트릭 기법은 정확한 기하학적 형상의 표현, 요소 사이의 높은 연속성 등 바람직한 강점들을 가지고 있으며 궁극적으로는 해석해로의 빠른 수렴성과 정확한 설계민감도를 제공한다. 선형 형상함수를 사용하는 유한요소법과는 달리 아이소-지오메트릭 기법에서는 높은 차수의 NURBS 기저함수를 활용하여 CAD 형상의 법선벡터와 곡률을 정확하게 고려한다. 전단 잠김(Shear locking) 현상을 극복하기 위해서 선택적 감소적분(Selective reduced integration) 기법을 사용하였다. 이 간단한 방법은 복잡한 정식화 과정 없이 정확한 아이소-지오메트릭 형상 설계민감도 해석을 수행한다. 굽힘 문제에 대한 수치예제를 통하여 제안된 아이소-지오메트릭 해석과 유한요소 해석을 비교하였으며, 유한차분 설계민감도와 비교하여 아이소-지오메트릭 형상 설계민감도는 매우 정확함을 확인하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권9호
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• pp.171-182
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• 2019

Isogeometric concept is introduced to carry out free vibration analysis of plane structures. The geometry of structures is represented by using non-uniform rational B-spline surface (NURBS) and its basis function is consistently used in the formulation of plane stress element. In addition, multi-patch strategy is introduced to deal with the openings in building. The performance of the present isogeometric plane stress element is investigated by using five numerical examples. From numerical results, it is found to be that the isogeometric concept can successfully identify reliable natural frequencies and associated mode shapes of plane structures with/without openings in efficient way.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.1-7
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• 2011

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계를 수행하였다. 유한요소법 기반 형상 최적설계는 CAD와 해석 모델의 차이로 인해, 설계영역 매개 변수화에 어려움이 있다. 아이소-지오메트릭 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저 함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있는 장점을 가진다. 하중조건이 설계 영역에 따라 변화하는 최적설계 문제의 경우, 정확한 설계 영역 표현은 법선 벡터, 즉 변화하는 하중의 방향, 곡률 등 고차항의 정보를 정확하게 표현할 수 있고, 따라서 목적함수를 최소 또는 최대화시키는 최적의 해로 이끌어 낸다. 유한요소법 또는 밀도법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물의 문제를 푸는 경우, 최적설계가 진행됨에 있어 변화하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는 수치 예제를 통해 아이소-지오메트릭 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물 문제에서 유한요소 기반의 최적설계보다 더 나은 결과를 제시함을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.866-871
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• 1994

B-spline curves and surfaces are effective solutions for design and modelling of the freeform models. The control methods of these are using with control points, knot vectors and weight of NURBS. Using control point is easy and resonable for representation of general models. But the movement of control points bring out the reformation of original convex hull. The B-splines with nonuniform knot vector provide good result of the shape modification without convex hull reforming. B-splines are constructed with control points and basis functions. Nonuniform knot vectors effect on the basis functions. And the blending curves describe the prorities of knot vectors. Applying of these, users will forecast of the reformed curves after modifying controllabler primitives.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.155-162
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• 2014

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 고주파수를 가지는 파워흐름 문제에 대하여 연속체 기반 형상 최적 설계를 수행하였다. 아이소-지오메트릭 기법을 형상 최적설계에 적용하면, CAD 기하 모델링에서 쓰이던 NURBS 기저 함수가 직접 쓸 수 있기에 정확한 기하학 정보가 수치계산에서 고려되고, 이에 따라 형상 최적설계 관점에서 볼 때, 전통적인 유한요소법에 비해 향상되고 부드러운 설계 섭동량을 가지는 설계 매개화가 가능하게 된다. 즉, 정확한 기하 모델이 응답 해석과 설계민감도 해석에 쓰이게 되고, 이에 따라 설계영역 전체에서 법선 벡터와 곡률이 연속적으로 되게 된다. 결과적으로 정밀한 민감도 해석이 가능하게 된다. 몇 가지 수치예제를 통하여 개발된 아이소-지오메트릭 설계민감도가 유한차분 설계민감도와 비교하여 정확성을 확인할 수 있었으며, 형상 최적설계 문제를 통해서 본 방법론을 적용하여 검증하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권3호
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• pp.292-304
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• 2017

High-speed vessels are prone to the surf-riding in adverse quartering seas. The possibility of mitigating the surf-riding of the ITTC A2 fishing vessel in the design stage is investigated using the 6-DOF weakly non-linear model developed for surf-riding simulations in quartering seas. The longitudinal position of the ship's center of buoyancy (LCB) is chosen as the design parameter. The adjusting of LCB is achieved by changing frame area curves, and hull surfaces are reconstructed accordingly using the Radial Basis Function (RBF). Surf-riding motions in regular following seas for cases with different LCBs and Froude numbers are simulated using the numerical model. Results show that the surf-riding cannot be prevented by the adjusting of LCB. However, it occurs with a higher threshold speed when ship's center of buoyancy (COB) is moved towards stem compared to moving towards stern, which is mainly due to the differences on wave resistance caused by the adjusting of LCB.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.35-40
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• 2010

In the present work, LES with new variational multiscale method is conducted on the fully developed channel flow with Reynolds number, 180 based on the friction velocity and the channel half width. Incompressible Navier-Stokes equations are integrated using finite element method with the basis function of NURBS. To solve space-time equations, Newton's method with two stage predictor multicorrector algorithm is employed. The code is parallelized using MPI. The computational domain is a rectangular box of size $2{\pi}{\times}2{\times}4/3{\pi}$ in the streamwise, wall normal and spanwise direction. Mean velocity profiles and velocity fluctuations are compared with the data of DNS. The results agree well with those of DNS and other traditional LES.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권2호
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• pp.49-55
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• 2011

Turbulent flows with wavy wall are simulated using Residual-based Variational Multiscale Method (RB-VMS) which is proposed by Bazilves et al(2007) as new Large Eddy Simulation methodology. Incompressible Navier-Stokes equations are integrated using Isogeometric analysis which adopt the basis function as NURBS. The Reynolds number is 6760 based on the bulk velocity and averaged channel height. And the amplitude (${\alpha}/{\lambda}$) of wavy wall is 0.05. The computational domain is $2{\lambda}{\times}1.05{\lambda}{\times}{\lambda}$ in the streamwise, wall normal and spanwise direction. Mean quantities and turbulent statistics near wavy wall are compared with DNS results of Cherukat et al.(1998). The predicted results show good agreement with reference data.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.56-59
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• 2009

In the present work, LES with new variational multiscale method is conducted on the fully developed channel flow with Reynolds number is 180 based on the friction velocity and the channel half width. Incompressible Navier-Stokes equations are integrated using finite element method with the basis function of NURBS. To solve space-time equations, Newton's method with two stage predictor multicorretor algorithm is employed. The code is parallelized using MPI. The computational domain is a rectangular box of size $2{\pi}{\times}2{\times}4/3{\pi}$ in the streamwise, wall normal and spanwise direction. Mean velocity profiles and velocity fluctuations are compared with the data of DNS. The results agree well with those of DNS and other traditional LES.

• Architectural research
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• 제13권3호
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• pp.41-47
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• 2011

A study on the free vibration analysis of elastic bar is described in this paper. In order to determine the natural frequencies of bars, a bar element is developed by using isogeometric formulation. The B-spline is introduced to represent the geometry of bar and the same geometric definition is also used to define its unknown displacement field in isogeometric formulation. Therefore, the stiffness and mass matrices are derived by the order-free B-spline basis function. The efficiency and accuracy of the present isogeometric bar elementis demonstrated by using several numerical tests. From numerical results, it is found to be that the present isogeometric element produces very accurate natural frequencies of bars. Finally, the present isogeometric solutions are provided as future reference solutions.