• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1429-1437
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• 1992

본 연구에서는 이완형 물성방정식을 바탕으로 하며 프와송 비가 일정하다는 가정을 하지 않는다. 또한 점탄성 지배방정식에 변분원리를 적용하고 유도되어진 식 에 유한요소해법을 사용하여 시스템 기본해석을 위한 연립방정식을 유도한다. 이와 함께 점탄성 물성함수의 유도 및 응력계산을 위한 공식화 과정도 설명한다. 제시된 방법론의 타당성 및 정확성을 보이기 위해서 평면응력 및 평면변형 문제의 변위 및 응력을 수치해석하여 이론해와 비교 검토하며, 아울러 시간증분의 변화와 Gauss poi- nts수가 수치정확도에 끼치는 영향을 조사한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권6호
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• pp.769-780
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• 2022

This paper studies the dynamic behavior of laminated composite circular cylindrical shells interacting with a fluid. The mathematical formulation of the dynamic problem for an elastic body is developed based on the variational principle of virtual displacements and the relations of linear elasticity theory. The behavior of an ideal compressible fluid is described by the potential theory, the equations of which together with boundary conditions are transformed to a weak form. The hydrodynamic pressure exerted by the fluid on the internal surface of the shell is calculated according to the linearized Bernoulli equation. The numerical implementation of the mathematical formulation has been done using the semi-analytical finite element method. The influence of the ply angle and lay-up configurations of laminated composites on the natural vibration frequencies and the hydroelastic stability boundary have been analyzed for shells with different geometrical dimensions and under different kinematic boundary conditions set at their edges. It has been found that the optimal value of the ply angle depends on the level of filling of the shell with a fluid. The obtained results support the view that by choosing the optimal configuration of the layered composite material it is possible to change upwards or downwards the frequency and mode shape, as well as the critical velocity for stability loss over a wide range.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.505-512
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• 2012

본 논문에서는 일차전단변형 평판 이론(FSDT)의 개선을 통한 복합재료 적층평판의 효율적 열응력 해석 기법을 제안한다. 횡방향 응력 성분에 대해서만 변분을 취하는 혼합변분이론(Mixed variational theorem)을 이용하여 횡방향 변형에너지를 개선하였다. 가정된 횡방향 전단응력 성분들은 효율적 고차이론으로부터 구하였으며, 면내 변위 성분들은 일차적층평판 이론의 변위장을 사용하였다. 또한, 열응력 해석에 있어서 횡방향 수직 변형을 효과적으로 고려하기 위해서 횡방향 수직 변위를 두께방향에 대하여 포물선으로 가정하였다. 이 과정을 통하여 얻어진 전단변형 에너지를 본 논문에서는 횡방향 수직 변형이 고려된 개선된 일차전단변형이론(EFSDTM_TN)이라고 명명하였다. 제안된 EFSDTM_TN은 복합재료 적층평판의 열탄성 거동을 해석함에 있어서 횡방향 수직 변형이 고려된 일차전단변형 평판 이론(FSDT_TN)과 비슷한 수준의 계산만을 필요로 하며, 동시에 후처리 과정을 통하여 열변형 및 열응력의 두께방향 분포를 정확하게 예측할 수 있도록 개선하였다. 계산된 결과는 FSDT_TN, 3차원 탄성해 등의 결과와 비교하여 검증하였다.

• 대한교통학회지
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• 제29권1호
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• pp.71-79
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• 2011

전통적으로 동적 교통망 모형들은 실시간 교통운영 문제를 위한 도구로 인식되어 왔다. 이와 같은 모형들을 활용하는 방안 중 하나는 예측통행시간을 생성하는 것이다. 예측통행시간 정보는 통행자들이 혼잡한 지역에서 덜 혼잡한 지역으로 경로를 전환할 수 있도록 해 주는데 이는 교통망의 용량을 효과적으로 활용하게 한다. 이러한 접근 방법은 돌발상황이 발생했을 때 매우 효과적일 것으로 예상된다. 이 때 고려해야 할 사항은 통행시간정보가 미래 통행여건 자체에 영향을 준다는 점이다. 이로 인해 예기치 못한 과잉반응(over-reaction)을 야기할 수 있으며 예측정보의 신뢰도를 떨어뜨리는 요인으로 작용할 수도 있다. 본 연구에서는 돌발상황 발생 시를 대상으로 교통망 차원의 통행시간 예측모형을 제시한다. 이 모형에서는 모든 운전자가 개인 차내 단말기를 통해 상세한 교통정보를 이용할 수 있으며 이러한 정보를 바탕으로 경로선택에 관한 의사결정을 할 수 있다고 가정하였다. 경로기반(route-based)의 확률론적 변등부등식(stochastic variational inequality)을 통행시간예측의 기본모형으로 사용하였으며 운전자의 경로전환의사를 반영하기 위해 경로전환함수를 적용하였다. 컴퓨터 프로그램과 간단한 교통망 분석을 통해 제안된 모형의 특성을 살펴보았다.

• 전산구조공학
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• 제7권4호
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• pp.103-111
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• 1994

앞의 논문 Part 1 에서 유도한 변분원리를 이용하여 복합재료적층판의 진동해석을 할 수 있는 유한요소해석 모델을 개발하였다. 이 모델에서는 어느 한 층의 면내 변위와 나머지층 단면의 회전각, 그리고 판 전체의 연직방향처짐을 절점변수로 취하게 되어 n개층으로된 적층판의 경우 2(n+1)+1의 절점 자유도를 갖는다. 따라서, 판의 주변에서는 한층의 면내변위와 각층단면의 회전각을, 판의 면내에서는 연직방향 처짐을 경계조건값으로 정의할 수 있다. 이 모델에 의해 개발한 프로그램을 이용하여 각층의 재료특성이 크게 다른 혼종형 복합재료적층판(hybrid laminate)의 고유진동문제를 해석하였다. 탄성이론해 및 다른 유한요소해석결과와 본 해석결과와의 비교를 통해 제시모델이 기존의 다른 유한요소모델보다 정확함을 예시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권5호
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• pp.665-676
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• 2018

In this study, a four-node quadrilateral partial mixed plate element with low degrees of freedom (dofs) is developed for static and free vibration analysis of functionally graded material (FGM) plates rested on Winkler-Pasternak elastic foundations. The formulation of the presented finite element model is based on a parametrized mixed variational principle which is developed recently by the first author. The presented finite element model considers the effects of shear deformations and normal flexibility of the FGM plates without using any shear correction factor. It also fulfills the boundary conditions of the transverse shear and normal stresses on the top and bottom surfaces of the plate. Beside these capabilities, the number of unknown field variables of the plate is only six. The presented partial mixed finite element model has been validated through comparison with the results of the three-dimensional (3D) theory of elasticity and the results obtained from the classical and high-order plate theories available in the open literature.

• 대한수학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.563-578
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• 2005

In [Z. Cai and B. C. Shin, SIAM J. Numer. Anal. 40 (2002), 307-318], we developed the discrete first-order system least squares method for the second-order elliptic boundary value problem by directly approximating $H(div){\cap}H(curl)-type$ space based on the Helmholtz decomposition. Under general assumptions, error estimates were established in the $L^2\;and\;H^1$ norms for the vector and scalar variables, respectively. Such error estimates are optimal with respect to the required regularity of the solution. In this paper, we study solution methods for solving the system of linear equations arising from the discretization of variational formulation which possesses discrete biharmonic term and focus on numerical results including the performances of multigrid preconditioners and the finite element accuracy.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권2호
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• pp.421-430
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• 2000

We apply the Rayleigh Ritz method to analyze multi-layered plates with residual stresses. The method is very simple, straight forward, and easily programmable, but it should be applied to structure s only in simple shapes. We derive coupled variational equations based on the principle of virtual displacement, and investigate what kind of basis functions is desirable for the analysis of rectangular plates with various boundary conditions. We demonstrate the effectiveness and usefulness of the method through several examples. The analysis results obtained with the method are in good agreement with those available in literature. A multi-layered MEMS plate example shows that the coupling effect should not be ignored and that residual stresses do influence the stiffness of the structure very much.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.436-439
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• 2005

Dynamic contact of a cantilever beam with Sap at the end is discussed. The gap in a structure induces dynamic contact, and the contact problem is always accompanied by inequality constraints which mean that the solution of the structure with contact condition should satisfy variational inequality. Inequality, but, can be reduced to equality condition considering convex penalty function. In this paper, formulation of a beam with contact is derived using quasi convex penalty function. General coordinate solution which is needed to increase computational efficiency is applied. Nonlinear behavior of a beam with rigid and elastic contact condition was discussed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.667-676
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• 1998

본 연구에서는 부분지지되어 있고 사각형의 개구부를 갖는 적층복합판의 과도해석을 유한요소법을 이용하여 연구하였다. 수학적 지배방정식은 변분과 일차전단변형이론을 고려하여 유도하였고 적층판의 폭-두께비, 재료의 특성, 적층각도, 지지조건이 중앙점의 동적응답에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 수치적인 결과는 그래프와 표로 나타내었으며 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다.