• 제목/요약/키워드: Reduced integration

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철근 콘크리트 구조물의 비탄성 해석을 위한 9절점 퇴화 쉘 요소 (A 9-node Degenerated Shell Element for Inelastic Analysis of Reinforced Concrete Structures)

  • 이상진;서정문
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.481-494
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    • 2001
  • 본 논문은 철근 콘크리트 구조물의 비탄성 해석을 수행하기 위하여 개발된 9절점 퇴화 쉘 요소에 대하여 기술하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화고체기법과 함께 구조물에서 발생하는 횡 전단 변형효과를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin (RM)가정을 도입하였다. RM가정을 바탕으로 한 퇴화 쉘 요소는 쉘의 두께가 얇거나, 즉 종횡비가 작거나, 균일하지 않은 유한요소망을 사용할 경우 구조물의 강성이 과대하게 계산되는 강성과대현상(Locking phenomenon)이 나타나게 된다. 강성과대현상은 선택적 감차 적분, 비 적합 모드, 가변형도 등을 사용하여 개선하는데 특히 가변형도법에 바탕을 둔 대체변형도는 많은 유한요소에 성공적으로 적용되어 왔다. 그러나 이와는 대조적으로 콘크리트의 비탄성 해석에 가변형도법을 도입하고 그 성능을 조사한 사례는 매우 적다. 따라서 본 연구에서는 가변형도법과 미시적 재료모델을 바탕으로 RM 쉘 요소를 정식화하고 미를 유한요소프로그램으로 개발하였다. 개발된 철근 콘크리트 쉘 요소의 성능은 수치예제를 통하여 검증하였다. 수치예제로부터 개발된 쉘요소를 이용하여 구해진 해석결과가 실험결과 또는 다른 해석결과에 근접함을 알 수 있다.

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노인의 성공적 노화와 스트레스 감소를 위한 웃음치료프로그램의 개발 및 효과검증 (Development and Effects of Laughter therapy program in Geriatric successful aging and Stress in Elderly)

  • 이도영;서혜영;이백철;정계현
    • 한국융합학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.199-208
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 노인에게 10주 동안 주 2회씩 60분간의 웃음치료프로그램을 적용하여 노인의 성공적 노화와 스트레스에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 연구대상자는 선정기준에 따라 실험군은 S시 소재의 문화원에서 비교군과 대조군은 S시 소재의 노인정에서 각 그룹당 25명씩 편의 표집하였다. 자료 분석은 SPSS 19.0을 이용하여 공변량 분석을(ANCOVA) 하였다. 10주 동안의 웃음치료프로그램을 실시한 결과, 실험군은 비교군과 대조군보다 노인의 성공적 노화를 향상시키고, 스트레스를 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서 다양한 노인 문제가 부각되는 현 실정에서 본 연구를 통하여 웃음치료프로그램의 과학적인 근거를 검증하고 적용할 수 있는 근거를 마련하였다.

3차원 날개 공력설계를 위한 네트워크 분산 설계최적화 (A Network-Distributed Design Optimization Approach for Aerodynamic Design of a 3-D Wing)

  • 조창열;이상경
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.12-19
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    • 2004
  • 3차원 날개의 공력형상 설계최적화를 위한 설계최적화 시스템을 미래의 다분야 설계최적화 프레임워크의 일환으로 개발하였다. 이 설계최적화 시스템은 형상설계, 격자생성, 공력해석, 최적화의 4가지 모듈로 구성되어있다. 모두 상용패키지를 배경으로 개발하였으며 내장된 스크립트와 저널링 기능을 사용하여 배치 모드에서 자동적으로 실행되도록 프로그램 하였다. Visual Basic 프로그램을 사용하여 네 모듈을 통합하여 자동화된 설계기능을 갖도록 하였다. 특히 계산시간이 많이 소요되는 공력해석을 위하여 네트워크 통신을 이용한 분산 환경을 구현하였다. 공력해석은 일반적인 영역분할방식의 병렬처리 대신에 전역최적화 기법인 반응표면법과 연계하여 분산처리 시켰다. 개발한 공력설계 시스템의 검증을 위하여 간단한 항력최소화 문제에 적용하였으며 그 결과 상당히 향상된 설계 효율성과 적절한 설계 결과를 보여주었다.

스마트 폰의 위성항법시스템(GPS)를 활용한 전문건설업체 현장 근태관리 체계 구축 (Diligence and Indolence Management System for Specialty Contractor on Construction Site -Using GPS of Smart Phone-)

  • 안치선;윤수원;진상윤
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.56-66
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    • 2012
  • 최근 전문건설업체는 건설경기 침체로 인해 공사물량은 줄었으나 수주를 하기위해서 경쟁해야 하는 업체의 수는 오히려 늘어 경쟁이 심화되고 있다. 전문건설업체는 현장 업무의 특성상 한명의 직원이 여러 현장의 업무를 수행하고 있으며, 인력공급흐름 각 단계에서 발생하는 정보의 전달이 이루어지지 않아 인력배치가 늦다. 대부분 효율적으로 관리되어야할 인력자원을 시공사 출역관리 시스템에 의존한 관리만을 하고 있어 협력업체는 적정 투입 인력 및 생산성을 제대로 확인할 수 없으며 자원의 생산성에 따라 인력배치가 이루어지지 않는 문제점이 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 극복할 수 있는 새로운 대안으로 최근 이슈화 되어 전 산업에 적극 활용되고 있는 스마트 폰의 기능중에서 위성항법시스템(GPS)을 활용한 근태 관리 시스템을 제안하고 Web 기반의 PMIS(Project Management Information System)와의 연동을 통한 실시간 정보전송 및 조회를 위한 스마트폰 애플리케이션 프로토타입을 구축함으로써 전문 건설업체 자체적으로 현장 관리를 함에 있어 기여할 수 있는 근태관리 방안을 제시하였다.

최적화기법에 의한 나뭇잎 그물맥 시뮬레이션 (Simulation of Woody Leaf Netted Venation Based on Optimization Technique)

  • 첸레이;리웨이정;장강원;백태현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권4호
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    • pp.323-329
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    • 2013
  • 본 연구에서는 나뭇잎 그물맥 구조를 시뮬레이션하기 위해 잎 그물맥을 상 하 보강 박막판과 비압축성 유체가 흐르는 중간층 구조로 모델링하여 다중물리 현상으로 간주하고, 위상 최적화법을 다중물리 설계영역에 적용하였다. Mindlin-Reissner 판 모델에 기인한 횡방향 전단잠금 문제를 해결하기 위해 P1 비적합 요소와 선택 감소 적분법을 이용하였다. 다시-스토크스 유체 유동 채널에 대해 최적설계법을 적용하여 유동 시스템의 다중물리 모델을 해석하였으며, 잎의 그물맥 시뮬레이션을 수행하였다. 계산된 최적형상을 잎의 자연 그물 맥 패턴과 비교하였으며 비슷한 형상을 얻었다. 이와 같은 학제간 연구를 통해 나무 잎 그물맥 시스템을 이해할 수 있는 계기가 될 것으로 사료된다.

경량화를 위한 BIW 소재 최적설계 (Material Optimization of BIW for Minimizing Weight)

  • 진성완;박도현;이갑성;김창원;양희원;김대승;최동훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.16-22
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    • 2013
  • In this study, we propose the method of optimally changing material of BIW for minimizing weight while satisfying vehicle requirements on static stiffness. First, we formulate a material selection optimization problem. Next, we establish the CAE procedure of evaluating static stiffness. Then, to enhance the efficiency of design work, we integrate and automate the established CAE procedure using a commercial process integration and design optimization (PIDO) tool, PIAnO. For effective optimization, we adopt the approach of metamodel based approximate optimization. As a sampling method, an orthogonal array (OA) is used for selecting sampling points. The response values are evaluated at the sampling points and then these response values are used to generate a metamodel of each response using the linear polynomial regression (PR) model. Using the linear PR model, optimization is carried out an evolutionary algorithm (EA) that can handle discrete design variables. Material optimization result reveals that the weight is reduced by 44.8% while satisfying all the design constraints.

등변분포 평면응력을 받는 SS-C-SS-C 직사각형 판의 진동과 좌굴의 엄밀해 (Exact Solutions for Vibration and Buckling of An SS-C-SS-C Rectangular Plate Loaded by Linearly Varying In-plane Stresse)

  • 강재훈;심현주;장경호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.56-63
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    • 2004
  • Exact solutions are presented for the free vibration and buckling of rectangular plates haying two opposite edges ( x=0 and a) simply supported and the other two ( y=0 and b) clamped, with the simply supported edges subjected to a linearly varying normal stress $\sigma$$_{x}$=- $N_{0}$[1-a(y/b)]/h, where h is the plate thickness. By assuming the transverse displacement ( w) to vary as sin(m$\pi$x/a), the governing partial differential equation of motion is reduced to an ordinary differential equation in y with variable coefficients. for which an exact solution is obtained as a power series (the method of Frobenius). Applying the clamped boundary conditions at y=0 and byields the frequency determinant. Buckling loads arise as the frequencies approach zero. A careful study of the convergence of the power series is made. Buckling loads are determined for loading parameters a= 0, 0.5, 1, 1.5. 2, for which a=2 is a pure in-plane bending moment. Comparisons are made with published buckling loads for a= 0, 1, 2 obtained by the method of integration of the differential equation (a=0) or the method of energy (a=1, 2). Novel results are presented for the free vibration frequencies of rectangular plates with aspect ratios a/b =0.5, 1, 2 when a=2, with load intensities $N_{0}$ / $N_{cr}$ =0, 0.5, 0.8, 0.95, 1. where $N_{cr}$ is the critical buckling load of the plate. Contour plots of buckling and free vibration mode shapes ate also shown.shown.

직교이방성 적층구조 해석을 위한 부분-선형 층별이론에 기초한 저매개변수요소 (Subparametric Element Based on Partial-linear Layerwise Theory for the Analysis of Orthotropic Laminate Composites)

  • 안재석;우광성
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.189-196
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    • 2009
  • 본 논문에서는 적층구조 해석을 위해 부분 선형 층별이론에 의해 정식화된 저매개변수 유한요소 모델을 제안한다. 얇은 직교이방성 문제뿐만 아니라, 두꺼운 식교이방성 적층판 해석을 위해 제안된 모델은 2차원 세분화 기법에 기초를 두고 있다. 즉, 이 모델은 두께방향으로의 면내거동에 대해서는 선형변화로 가정하는 층별분리 이론이 적용되고, 두께방향으로의 면외거동에 대해서는 상수로 가정하는 등가단층이론이 사용된다. 변위장을 정의하기 위해 적분형 르장드르 다항식이 사용된다. 또한 가우스-로바토 적분법을 사용하여, 적층평판의 종래의 가우스적분점이 아닌 절점의 위치에 발생하는 최대응력값을 별도의 외삽법을 사용하지 않고 바로 산출하였다. 제안된 모델의 정당성과 특성은 직교이방성 다층적층판 문제를 사용하여 검증되었으며, 그 결과는 출판된 참고문헌의 값들과 비교되었다. 이 연구에서는 최적의 유한요소 적층모델을 결정하기 위해 응력과 최대처짐을 사용한 수렴성조사가 수행되었다. 또한, 적층 수의 증가에 따른 두께방향으로의 변위와 응력분포의 변화가 조사되었다.

개선된 Degenerated 쉘 유한요소의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of Improved Degenerated Shell Finite Element)

  • 최창근;유승운
    • 전산구조공학
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    • 제3권3호
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    • pp.113-123
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    • 1990
  • 본 연구에서는 개선된 degenerated 쉘 유한요소의 탄소성 및 기하학적 비선형 해석에의 적용성을 고찰하였다. 본 연구의 개선된 degenerated 쉘요소는 shear locking 해결에 우수한 결과를 보인 가정된 전단변형도를 대치사용하고, membrance locking 현상을 제거하기위해 평면내 변형도의 구성시 감차적분을 행하며, 쉘요소 자체의 거동을 보완하기위해 비적합변위형을 선택적으로 추가하였다. 본 요소는 shear/membrance locking이 발생하지 않으며, 전달가능한 거짓 영에너지모드도 나타나지않는다. 소성변형 정형화에서는 적층모델을 사용하며, 재료는 von Mises항복조건을 따른다고 가정한다. 유한변형을 고려한 기하학적 비선형 방정식을 total lagrangian수식화를 사용하여 정형화 하였고, 비선형 방정식은 하중제어 및 변위제어법을 사용한 Newton-Raphson 반복법으로 반복 계산한다. 여러 예제해석을 통하여 본 개선된 degenerated 쉘 유한요소의 정확도를 고찰하였다.

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DGMOSFET의 채널구조 및 도핑분포에 따른 문턱전압이하 전류의존성 (Dependence of Subthreshold Current for Channel Structure and Doping Distribution of Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.793-798
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    • 2012
  • 본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET에서 채널 내 도핑분포 및 채널구조에 따른 문턱전압이하 전류의존성을 분석하고자 한다. 전위분포를 구하기 위하여 포아송방정식을 풀 때 전하분포는 가우스분포함수를 이용할 것이며 이의 타당성은 이미 여러 논문에서 입증하였다. 이중게이트 MOSFET는 게이트전압에 의한 전류제어능력의 증가로 단채널 효과를 감소시킬 수 있어 문턱전압이하 특성을 향상시킬 수 있다. 문턱전압이하 영역에서 전류제어는 고집적회로에서 소비전력의 감소와 관계된 매우 중요한 요소이다. 게이트전압에 따른 문턱전압이하 전류의 변화를 이용하여 문턱전압의 변화를 정량적으로 분석할 것이다. 문턱전압이하 전류는 채널 내 도핑분포 및 채널크기에 의하여 영향을 받는다. 그러므로 본 연구에서는 채널길이 및 채널두께의 변화가 전류흐름에 미치는 영향을 채널도핑농도, 도핑분포함수 등에 따라 분석할 것이다.