• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권6호
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• pp.917-938
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• 2015

The nonlinear numerical analysis of the impact response of reinforced concrete/mortar beam incorporated with the updated Lagrangian method, namely the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) is carried out in this study. The analysis includes the simulation of the effects of high mass low velocity impact load falling on beam structures. Three material models to describe the localized failure of structural elements are: (1) linear pressure-sensitive yield criteria (Drucker-Prager type) in the pre-peak regime for the concrete/mortar meanwhile, the shear strain energy criterion (Von Mises) is applied for the steel reinforcement (2) nonlinear hardening law by means of modified linear Drucker-Prager envelope by employing the plane cap surface to simulate the irreversible plastic behavior of concrete/mortar (3) implementation of linear and nonlinear softening in tension and compression regions, respectively, to express the complex behavior of concrete material during short time loading condition. Validation upon existing experimental test results is conducted, from which the impact behavior of concrete beams are best described using the SPH model adopting an average velocity and erosion algorithm, where instability in terms of numerical fragmentation is reduced considerably.

• 천문학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-17
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• 2000

We have performed extensive simulations of response of gaseous disk in barred galaxies using SPH method. The gravitational potential is assumed to be generated by disk, bulge, halo, and bar. The mass of gaseous disk in SPH simulation is assumed to be negligible compared to the stellar and dark mass component, and the gravitational potential generated by other components is fixed in time. The self-gravity of the gas is not considered in most simulations, but we have made a small set of simulations including the self-gravity of the gas. Non-circular component of velocity generated by the rotating, non-axisymmetric potential causes many interesting features. In most cases, there is a strong tendency of concentration of gas toward the central parts of the galaxy. The morphology of the gas becomes quite complex, but the general behavior can be understood in terms of simple linear approximations: the locations and number of Lindblad resonances play critical role in determining the general distribution of the gas. We present our results in the form of 'atlas' of artificial galaxies. We also make a brief comment on the observational implications of our calculations. Since the gaseous component show interesting features while the stellar component behaves more smoothly, high resolution mapping using molecular emission line for barred galaxies would be desirable.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.236.1-236.1
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• 2005

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권1호
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• pp.31-39
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• 2023

Sloshing of the fluid having a free surface produces an impact force on a tank wall subjected to external excitation. This paper investigates the effect of cylindrical structures in a rectangular sloshing tank under translational harmonic excitations. By varying the number of installed cylinders in the tank, the characteristics of the free-surface deformation is experimentally observed, and the peak pressure on the tank wall is extracted by threshold values. To predict the peak pressure, the numerical simulation is also conducted using smoothed particle hydrodynamics (SPH), and the peak values are compared with the experimental results. Furthermore, pressure and velocity fields in the tank and free-surface shape are analyzed at the moment of impact.

• 한국해양공학회지
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• 제28권2호
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• pp.93-101
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• 2014

In general, particle simulation methods such as the MPS(Moving Particle Simulation) or SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) methods have some serious drawbacks for pressure solutions. The pressure field shows spurious high fluctuations both temporally and spatially. It is well known that pressure fluctuation primarily occurs because of the numerical approximation of the partial differential operators. The MPS and SPH methods employ a pre-defined kernel function in the approximation of the gradient and Laplacian operators. Because this kernel function is constructed artificially, an accurate solution cannot be guaranteed, especially when the distribution of particles is irregular. In this paper, we propose a particle simulation method based on the moving least-square technique for solving the partial differential operators using a Taylor-series expansion. The developed method was applied to the hydro-static pressure and dam-broken problems to validate it.

• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제5권1호
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• pp.1-8
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• 2018

Military rotorcrafts are constantly exposed to risk from bullet impacts because they operate in a battle environment. Because bullet impact damage can be deadly to crews, the fuel tanks of military rotorcraft must be designed taking extreme situations into account. Fuel tank design factors to be considered include the internal fluid pressure, the structural stress on the part impacted, and the kinetic energy of bullet strikes. Verification testing using real objects is the best way to obtain these design data effectively, but this imposes substantial burdens due to the huge cost and necessity for long-term preparation. The use of various numerical simulation tests at an early design stage can reduce the risk of trial-and-error and improve the prediction of performance. The present study was an investigation of the effects of bullet impacts on a fuel tank assembly using numerical simulation based on SPH (smoothed particle hydrodynamics), and conducted using the commercial package, LS-DYNA. The resulting equivalent stress, internal pressure, and kinetic energy of the bullet were examined in detail to evaluate the possible use of this numerical method to obtain configuration design data for the fuel tank assembly.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2000년도 봄 학술발표회논문집
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• pp.150-155
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• 2000

In this study, deformation analysis for solid-liquid coupled structure has been performed using explicit finite element program In order to model the behavior of liquid, SPH (Smooth Particle Hydrodynamics) algorithm was adopted. Crash test and simulation for the hydro-type impact energy absorber were given as an example of industrial application. The obtained good correlation between the test results and simulation reveals that the proposed method could be used effectively for the structural analysis of solid-liquid coupled problems

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.1-13
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• 2020

본 논문에서는 흐르는 물에 의해 빙결 시뮬레이션 되어 방향성이 있는 얼음 형태를 안정적으로 모델링 할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. 제안하는 얼음 모델링 프레임워크는 빙결 시뮬레이션에서 중요한 얼음의 성장 방향에 점성이 있는 유체의 흐름을 고려한다. 물 시뮬레이션 해법은 암시적 비압축성 유체 시뮬레이션에 새로운 점성 기법을 적용한 방법을 이용하고, 얼음의 방향과 글레이즈(Glaze) 효과는 제안하는 비등방성한 빙결 해법을 이용한다. 물 입자가 얼음 입자로 상태변화하는 조건은 습도와 물의 흐름에 따른 새로운 에너지 함수에 따라 계산된다. 습도는 오브젝트 표면의 가상 수막(Virtual water film)으로 근사되며, 유체의 흐름은 얼음의 성장 방향을 가이드하기 위해 우리의 비등방성한 빙결 해법에 통합된다. 결과적으로 점성이 있는 물의 흐름 방향에 따라 글레이즈와 방향성 있는 빙결 시뮬레이션 결과를 안정적으로 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.2553-2558
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• 2014

회전익 항공기 중 군에서 운용하는 기동헬기는 전장상황에서 운용되기 때문에 연료셀 피탄 시 발생 가능한 상황을 예측하여 설계에 반영해야 한다. 연료셀 설계 고려사항은 피탄 상황의 연료셀 내부 압력, 충격파에 의한 연료셀 자체 및 금속 피팅부 응력, 탄의 운동에너지 등이 포함될 수 있다. 중요 설계데이타 확보를 위해서는 실물 연료셀을 이용한 입증시험을 수행하는 것이 가장 좋은 방법이다. 그러나, 극한조건하의 입증시험은 상당한 비용과 시간이 요구되며, 실패 위험성도 높다. 따라서, 실물을 이용한 시험을 수행하기 전 시행착오의 가능성을 줄이기 위해서는 다양한 수치해석을 통해 연료셀 내부압력과 응력 등의 설계 데이타 예측이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 입자법을 사용하여 연료셀의 중요 입증시험 중 하나인 피탄시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 전용 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였고, 피탄의 영향으로 연료셀 내부 압력은 350~360MPa, 수압램에 의한 굽힘하중으로 260~350MPa의 등가응력이 금속피팅부에 발생하는 것으로 파악되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.559-573
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• 2008

Navier-Stokes식, Gaussian 분포형 용출함수를 이용한 내부조파, energy absorbing layer로 삼차원 파랑모형을 새롭게 구성하였다. Navier-Stokes식의 수치적분에는 정교한 수치기법인 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)가 활용된다. 제안된 파랑모형의 검증은 삼차원 포물형 용기에서의 sloshing현상과 Thacker(1981)의 해석해를 토대로 수행되었다. 초기 수면 형상이 Gaussian hump인 경우와 일방향으로 경사진 경우에 대해 수치모의 하였다. 수치모의 결과 수면이 융기되도록 구속한 외부조건이 해제되면서 시작되는 자유진동의 정성적 거동은 비교적 정확히 모의되었으나 시간이 경과될수록 위상차, 침수선이 퇴각하는 등 초기 수면과는 상당히 다른 결과를 보였다. 최종적인 검증은 쐐기모양 해안에서의 비선형 천수, 굴절거동의 수치모의를 토대로 진행되었다. 수치모의 결과 굴절되는 양이 Hamiltonian ray theory가 제공하는 수치보다 전반적으로 작게 나타났다. 이러한 현상은 이상유체와 선형 이론에 기초한 Hamiltonian ray theory에서 간과된 비선형성, 점성으로 인한 양안과 저면에서의 에너지 감쇄, 쇄파 과정에 유동계에 도입되는 에너지 감쇄, 선행파랑에 의한 down-rush와 조우시 발생하는 도수 등에 기인하는 것으로 판단된다.