• 소성∙가공
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• 제21권7호
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• pp.441-446
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• 2012

A sequential coupled field analysis of electromagnetic free bulging was performed by using FEM. A 2D axi-symmetric electromagnetic model based on the magnetic vector potential is proposed for the calculation of magnetic field and Lorentz's forces. The Newmark integration method is used to calculate the transient dynamic plastic deformation of sheet during free bulging. In the finite element model, the effect of sheet deformation on the electromagnetic field analysis is taken into consideration. In order to confirm the sequential electromagnetic-mechanical coupling analysis, an experiment with an electromagnetic forming apparatus was conducted. The results showed that the final bulge height of the sheet predicted from the proposed method is in good agreement with experimentally measured height.

• 한국자기학회지
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• 제6권5호
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• pp.281-286
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• 1996

전기 기계의 운동 특성을 정확히 해석하기 위해서는 해석모델의 전자장방정식과 운동방정식이 함께 고려되어야 한다. 본 논문에서는 자장내에서 두 개의 스프링에 의해 진동 운동을 하는 도체를 해석함에 있어 순차적인 결합방법을 채책하였다. 한 시점에서 속도가 주어지면 전자장해석 및 유도전류 계산은 유한요소법을 이용하였고, 그때마다 전자력을 게산하였다. 또한 전자장방정식이 풀린다음 4차 runge-kutta 미분방정식 해법을 이용하여 운동방정식과 결합하였다. 위의 과정을 순차적으로 계속 반복함으로써 시간에 대한 위치, 속도, 유도전류 및 전자력을 알아내어 운동체의 운동특성을 알아보았다. 계산된 결과는 에너지보존 법칙에 적용하여 제안한 순차적인 결합방법의 유용성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.142-144
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• 1996

For the accurate analysis of motional characteristics of electrical machines, it is needed to solve the motion equations together with the electromagnetic field equations. In this paper the sequential coupling of systems, the spring mass system and the electromagnetic system, is adopted. The induced current and the magnetic fields are calculated by FEM with given speed. And then, with the computed electromagnetic force, the mechanical equations are solved by the Runge-Kutta method. The above to processes are repeated sequentially to obtain the time domain solutions. The resultant values are applied to the energy conservation law to prove the usefulness of the proposed sequential method.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권1호
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• pp.33-51
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• 2008

This paper investigates the modelling of coupled soil-structure interaction problems by domain decomposition techniques. It is assumed that the soil-structure system is physically partitioned into soil and structure subdomains, which are independently modelled. Coupling of the separately modelled partitioned subdomains is undertaken with various algorithms based on the sequential iterative Dirichlet-Neumann sub-structuring method, which ensures compatibility and equilibrium at the interface boundaries of the subdomains. A number of mathematical and computational characteristics of the coupling algorithms, including the convergence conditions and choice of algorithmic parameters leading to enhanced convergence of the iterative method, are discussed. Based on the presented coupling algorithms a simulation environment, utilizing discipline-oriented solvers for nonlinear structural and geotechnical analysis, is developed which is used here to demonstrate the performance characteristics and benefits of various algorithms. Finally, the developed tool is used in a case study involving nonlinear soil-structure interaction analysis between a plane frame and soil subjected to ground excavation. This study highlights the relative performance of the various considered coupling algorithms in modelling real soil-structure interaction problems, in which nonlinearity arises in both the structure and the soil, and leads to important conclusions regarding their adequacy for such problems as well as the prospects for further enhancements.

• 한국CDE학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.236-245
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• 2011

Many researchers have recently studied multi-level formulation strategies to solve the MDO problems and they basically distributed the coupling compatibilities across all disciplines, while single-level formulations concentrate all the controls at the system-level. In addition, approximation techniques became remedies for computationally expensive analyses and simulations. This paper studies comparisons of the MDO methods with respect to computing performance considering both conventional sequential and modem distributed/parallel processing environments. The comparisons show Individual Disciplinary Feasible (IDF) formulation is the most efficient for sequential processing and IDF with approximation (IDFa) is the most efficient for parallel processing. Results incorporating to popular design examples show this finding. The author suggests design engineers should firstly choose IDF formulation to solve MDO problems because of its simplicity of implementation and not-bad performance. A single drawback of IDF is requiring more memory for local design variables and coupling variables. Adding cheap memories can save engineers valuable time and effort for complicated multi-level formulations and let them free out of no solution headache of Multi-Disciplinary Analysis (MDA) of the Multi-Disciplinary Feasible (MDF) formulation.

• 터널과지하공간
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• 제32권2호
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• pp.144-159
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• 2022

본 연구에서는 지반의 열-수리-역학적 복합거동을 모델링하기 위한 순차적 접근법 기반의 시뮬레이터를 개발하고 적용된 연계해석 알고리즘의 계산성능을 분석하였다. 본 연구의 순차적 연계해석에서는 다공성 매질의 열 및 유체거동 분석을 위한 오픈소스 기반의 OpenGeoSys 수치코드와 역학해석을 위한 상용 소프트웨어 FLAC3D가 연동되었다. 해석해가 주어진 열-수리-역학적 복합거동 문제를 토대로 개발된 시뮬레이터에 대한 벤치마크 테스트가 수행되었다. 적용된 벤치마크 문제는 완전포화된 지반 내 점열원 작용 시 지반거동(시간에 따른 온도, 간극수압, 응력, 변형 변화)과 관계된다. 해석해와 수치해석 시뮬레이션 결과를 비교 분석하고 연계해석 시뮬레이터의 적정성을 조사하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2000년도 가을 학술발표회논문집
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• pp.141-148
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• 2000

In system design, it is not always possible that all decision makers can cooperate fully and thus avoid conflict. They each control a specified subset of design variables and seek to minimize their own cost functions subject to their individual constraints. However, a system management team makes every effort to coordinate multiple disciplines and overcome such noncooperative environment. Although full cooperation is difficult to achieve, noncooperation also should be avoided as possible. Our approach is to predict the results of their cooperation and generate approximate Pareto set for their multiple objectives. The Pareto set can be obtained according to the degree of one's conceding coupling variables in the other's favor. We employ approximation concept for modelling this coordination and the mutiobjective genetic algorithm for exploring the coupling variable space for obtaining an approximate Pareto set. The approximation management concept is also used for improving the accuracy of the Pareto set. The exploration for the coupling variable space is more efficient because of its smaller dimension than the design variable space. Also, our approach doesn't force the disciplines to change their own way of running analysis and synthesis tools. Since the decision making process is not sequential, the required time can be reduced comparing to the existing multidisciplinary optimization techniques. This approach is applied to some mathematical examples and structural optimization problems.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.161-176
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• 1999

본 논문에서는 기존의 불연속 변형 해석(DDA) 방법에 대한 세가지 방향의 새로운 개선 방법들이 제시되었다. 이 개선 방법들은 암반 균열에서 암석 블록과 지하수 흐름의 수리-역학적 커플링, 연속적인 하중 재하 또는 제하, 그리고 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 라이닝에 의한 보강으로 구성되었다. Shi (1988)와 Lin (1995)에 의한 기존 DDA 프로.그램은 이 방법들에 의하여 추가로 개선되었으며, 이 새로운 DDA프로그램에 대한 몇 가지 적용예들이 제시되었다. 또한, 경부고속철도 공사의 일부인 운주 터널의 지하굴착에 대한 시뮬레이션을 통하여 절리를 통한 지하수의 흐름, 굴착순서, 그리고 록볼트와 숏크리트에 의한 보강이 터널안정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 절리를 통한 지하수의 흐름과 부적절한 굴착순서는 터널의 안정성에 악영향을 미치나, 한편 록볼트와 숏크리트에 의한 보강은 터널을 안정화 시킨다는 사실을 밝혀냈었다. 그 결과 세가지 개선방법이 추가된 DDA프로그램은 지하구조물 설계에 있어서 유용한 해석방법으로 사용될 수 있다는 사실을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.127-142
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• 2024

수치해석 기법의 강건성은 다양한 모델링 조건에서 계산 성능이 유지되는 것을 의미하며, 새로운 해석기법 또는 수치코드는 벤치마크 테스트를 통해 강건성이 평가될 필요가 있다. TOUGH-FLAC 모델링 기법은 국내외적으로 이산화탄소 지중저장, 사용후핵연료 지층처분, 지열 개발 등 다양한 분야에 적용되었으며, 실험 계측자료, 다른 수치코드들과의 결과 비교를 통해 모델링 유효성이 분석되었다. 본 연구에서는 해석해를 갖는 열-수리-역학적 복합거동 문제를 토대로 TOUGH-FLAC 기법의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 적용된 해석해는 완전히 포화된 지반에 점열원 작용 시 주변매질의 온도, 간극수압, 역학적 거동과 관계되며, 해석해와 수치모사 결과를 비교하여 TOUGH-FLAC 기법의 강건성이 평가되었다. 또한, 열-수리-역학 해석의 연계항, 유체 상변화, 시간증분이 복합거동 계산에 미치는 영향을 조사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.468-479
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• 2019

최근 대두되고 있는 지하공간 활용의 필요성 증대에 따라 지하공간의 안정적인 활용을 위해서는 수리-역학적 복합거동에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 향후 국내 다양한 현장 및 지중 조건을 고려한 연구를 수행하는데 도구가 될 수 있는 수치해석을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 위해 지중의 유체역학과 열역학, 역학을 해석하는 과학 소프트웨어 중 하나인 OpenGeoSys와 지반의 여러 역학적 문제들을 해석하는데 전문성을 지닌 FLAC3D를 연계하기로 하였다. 연동해석 기법에 대한 조사를 통해 OpenGeoSys를 주(master)로, FLAC3D를 종속(slave)으로 하여 연계 해석하는 파일 기반의 순차적 연계 방식으로 알고리즘을 개발하였다. 또한, 개발된 시뮬레이터의 검증을 위해 포화된 상태에서의 단상 유체 거동과 관련한 Terzaghi의 압밀 문제를 벤치마크 모델로 선정하여 비교 검증을 수행하였으며, 해석적 해와 수치해석의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다.