• Structural Engineering and Mechanics
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• 제38권4호
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• pp.429-441
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• 2011

In large-scale problem, a huge size of computational resources is needed for a reliable solution which represents the detailed description of dynamic behavior. Recently, eigenvalue reduction schemes have been considered as important technique to resolve computational resource problems. In addition, the efforts to advance an efficiency of reduction scheme leads to the development of the multi-level system condensation (MLSC) which is initially based on the two-level condensation scheme (TLCS). This scheme was proposed for approximating the lower eigenmodes which represent the global behavior of the structures through the element-level energy estimation. The MLSC combines the multi-level sub-structuring scheme with the previous TLCS for enhancement of efficiency which is related to computer memory and computing time. The present study focuses on the implementation of the MLSC on the direct time response analysis and the frequency response analysis of structural dynamic problems. For the transient time response analysis, the MLSC is combined with the Newmark's time integration scheme. Numerical examples demonstrate the efficiency of the proposed method.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.213-219
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• 2006

위상 최적화 문제는 다양한 밀도 분포를 가지는 설계영역에서 목적함수와 요소단위의 설계 민감도의 반복적인 계산을 요구한다. 최근 제안된 2단계 축소기법은 축소 시스템을 구축하는데 매우 효과적이며 고유치 문제와 동적 문제의 해석에 정확도와 효율성을 동시에 제공한다. 본 논문에서는 구조 위상 최적화 문제에서 해석 부분과 민감도 계산 부분에 2단계 동적 축소기법을 사용한다. 축소시스템에 대한 위상 최적화 결과는 축소되지 않은 전체 시스템에 대한 최적화 결과와 비교하여도 공학적으로 요구되는 정확도 범위 내에서 2단계 축소기법이 높은 정확도와 계산 효율을 보장하는 것을 보여준다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1316-1321
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• 2003

The systematic method to construct equivalent static load from the given dynamic load is proposed in the present study. Previously reported works to construct equivalent static load were based on ad hoc methods. They may results in unreliable structural design. The present study proposes a selection scheme of degrees of freedom(d.o.f) for imposing the equivalent static loads. The d.o.fs are selected by Two-level condensation scheme(TLCS). TLCS consists of two two-steps. The first step is the energy estimation in element-level and the second step consists of the traditional sequential elimination precudure. Through several numerical examples, the efficiency and reliability of proposed scheme is verified.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.19-26
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• 2004

This study constructs the reduced system by two-level condensation scheme. This scheme consists of two steps. First step selects the candidate area for the primary degrees of freedom by energy estimation in element level. In the second step, the primary degrees of freedom are selected by the sequential elimination scheme. The efficiency and reliability of this scheme is shown through the prediction of eigenvalues of a few numerical examples. Time integration in the reduced system can save the computing time effectively. The well-constructed reduced system can present the accurate behavior of the structure under arbitrary dynamic loads so much as the global system. Through the numerical example, the efficiency and reliability of the proposed scheme will be demonstrated.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.631-636
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• 2007

Eigenvalue reduction schemes approximate the lower eigenmodes that represent the global behavior of the structures. In the, we proposed a two-level condensation scheme(TLCS) for the construction of a reduced system. In first step, the of candidate elements by energy estimation, Rayleigh quotient, through Ritz vector calculation, and next, the primary degrees of freedom is selected by sequential elimination from the degrees of freedom connected the candidate elements in the first step. In the present study, we propose TLCS combined with iterative improved reduced system(IIRS) to increase accuracy of higher modes intermediate range. Also, it possible to control the accuracy of the eigenvalues and eigenmodes of the reduced system. Numerical examples demonstrate performance of proposed method.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.439-450
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• 2008

잘 구축된 축소시스템은 동하중을 받는 구조물의 거동을 정확하게 계산할 수 있으며, 유한요소 기반 동적해석에서 문제가 될 수 있는 계산시간과 전산자원의 문제를 해결할 수 있다. 본 연구에서는 축소모델 기반 동적해석 알고리즘을 개발하였고, 동적 축소모델의 구축을 위한 주자유도 선정방법을 제안하였다. 이 과정에서 기존 연구에서 신뢰성이 검증된 2단계 축소기법을 사용하여 중요 자유도를 선정하고, IRS 방법에 의해 최종 축소모델을 구축하였다. 이를 임의의 동하중을 받는 수치예제에 적용하고 전체시스템의 동적해석 결과와 비교하여 제안 방법의 신뢰성을 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.453-458
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• 2004

This study proposes a new two-level condensation scheme for the construction of a reduced system. In the first step, the candidate area is selected for the construction of the reduced system by energy estimation in element-level. In the second step, primary degrees of freedom are selected by sequential elimination from the candidate degrees of freedom linked to the selected elements. Numerical examples demonstrate that the proposed method saves the computational cost effectively and provides a reduced system which predicts the eigenvalues accurately. Moreover, the well-constructed reduced system can present the reliable behavior of the structure under arbitrary dynamic loads comparing to that of global system. Time integration in a reduced system can save the computing time remarkably. Through a few numerical examples, the efficiency and reliability of the proposed scheme are verified.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.57-63
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• 2007

본 연구는 동하중의 영향을 받는 구조물의 효율적인 구조 해석 및 최적화 수행을 위해 임계 시간의 동하중을 등가 정하중으로 변환하는 방법을 제안한다. 동하중을 등가 정하중으로 변환하기 위해서는 적절한 자유도 선정이 중요하다. 그러나, 기존 방법에서는 자유도의 선정이 임의로 이루어져서 몇 개의 자유도에 과도한 정하중이 부과되거나, 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정됨으로써 신뢰성이 떨어지는 결과를 제공하기도 한다. 본 연구에서는 2단계 축소기법과의 연동을 통해 중요 자유도를 선정하고, 선정된 자유도에 등가 정하중을 부과하는 방법을 제안하다. 주자유도는 구조물의 거동에 지배적인 영향력을 갖고 있으며, 손상 탐지나 시스템 검증에서도 중요한 의미를 갖는 자유도이다. 수치예제를 통해 선정된 자유도에 등가 정하중을 분포시킨 후 동하중하의 시간 응답과 비교하여 그 신뢰성을 확인한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권9호
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• pp.1070-1077
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• 2006

In the present study, sizing and shape optimizations are performed based on the reduced system of large-scaled problem. In the analysis part to achieve efficiency and reliability of computation, two-level condensation scheme is applied. In the construction of reduced system of large scaled problems, it is much more efficient to use sub-domain method. Thus, in the present paper, two-level reduction method combined with sub-domain method is employed. Once the reduced system is constructed, it is straightforward to obtain design sensitivities from the analysis results of the reduced system We use semi-analytic method to obtain design sensitivities. Performance of the efficiency and reliability of the present reduction method in the structural optimization problem is demonstrated through the numerical examples. The present framework of reduction method should serve as a fast and reliable design tool in analysis and design of large-scaled dynamic problems.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.347-352
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• 2007

축소시스템 기법은 전체 구조의 거동을 나타내는 저차 고유모드를 근사화한다. 지난 연구에서 축소 시스템을 구축하기 위한 2단계 축소기법을 제안하였다. 첫 단계에서 리츠벡터를 이용한 각 요소의 레일리 지수를 통해 요소 에너지를 예측 하고 이를 토대로 후보영역을 선정한다. 다음 단계에서 후보영역에 포함된 자유도로 축소된 1단계 축소 시스템에 순차적 소거법을 적용하여 최종적인 주자유도를 선정한다. 이번 연구에서는 2단계 축소 기법에 축소시스템 개선을 위한 반복적 기법을 적용하여 중간영역에서의 고차모드의 정확도를 추가적인 시스템의 확장없이 구하는 방법을 제안한다. 이 방법은 축소시스템에서 고유치와 고유모드의 정확도를 조절하는 것까지도 가능하다. 최종적으로 제안된 기법의 성능을 수치 예제를 통해 검증한다.