• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.95-105
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• 2008

본 논문에서는 케이블-막구조의 요소이동을 고려한 해석 기법을 제시하기 위하여 초기평형형상해석 및 응력해석과 요소이동성을 고려한 해석으로 구분하여 연구함으로서 이론적인 접근을 통해 요소이동성을 평가하였으며, 요소이동을 고려한 해석으로 ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian) 유한요소법을 이용하여 작성된 알고리즘을 제시하여 다양한 예제의 검증을 통해 제안방법을 평가하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.2120-2134
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• 2022

A hypothetical core destructive accident (HCDA) has received widespread attention as one of the most serious accidents in sodium-cooled fast reactors. This study combined recent advantages in numerical methods to realize realistic modeling of the complex fluid-structure interactions during HCDAs in a full-scale sodium-cooled fast reactor. The multi-material arbitrary Lagrangian-Eulerian method is used to describe the fluid-structure interactions inside the container. Both the structural deformations and plug rises occurring during HCDAs are evaluated. Two levels of expansion energy are considered with two different reactor models. The simulation results show that the container remains intact during an accident with small deformations. The plug on the top of the container rises to an acceptable level after the sealing between the it and its support is destroyed. The methodology established in this study provides a reliable approach for evaluating the safety feature of a container design.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2428-2435
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• 2014

해상에 활용되는 계류앵커형식 중 한 종류인 석션 매입 앵커(Embedded Suction Anchor; ESA)의 점토지반에서 인발 저항력을 평가하기 위해 ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) Adaptive Meshing기법을 적용한 수치해석을 수행하였다. 기존에 수행된 원심모형 실험과 한계 평형법을 이용한 해석적 방법의 결과와 비교 분석을 통해 수치해석 기법을 검증하고, 이를 이용해 앵커의 수평, 연직, 그리고 경사 방향의 인발 저항력을 평가하였다. 더불어 경사 방향의 재하 이전에 앵커를 경사각만큼 회전시켜 앵커에 수직한 방향으로 인발이 가해지도록 하여 그 거동을 평가하였다. 그 결과, 수평 재하 시 중간 위치에서 가장 큰 저항이 발휘되었고, 연직 재하의 경우 재하 위치에 따른 저항력의 차이가 크게 나타나지 않았다. 앵커의 중간 위치에서 경사 재하 결과 경사각이 증가할수록 인발 저항력이 감소하였으며, 초기회전이 있는 앵커의 경우 초기회전각이 30도 이하일 때 인발저항력이 일정한 결과를 보였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.181-186
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• 2006

본 논문에서는 Freak Wave의 생성원인에 대하여 간략히 논의하였으며, 이 중 파랑-조류 비선형 상호작용에 대한 이론 및 수치적 해석기법의 역사와 장단점 등을 기술한다. 본 연구에서는 파랑-조류 상호작용에 대한 수치모델링 및 해석 기법을 개발하고 있다. 개발 중인 수치해석 기법은 공간적으로 불균일한 조류와 파랑의 비선형 상호작용을 해석하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 유동현상을 모델링하였으며, 이산화를 위하여 스펙트랄요소법(Spectral Element Method; SEM)을 이용하였다. 또한 자유표면의 운동을 효과적으로 기술하기 위하여 ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)기법을 사용하였다. 본 연구의 유동 모델과 수치해석기법의 과정과 특성, 그리고 장점 등에 대하여 논의하였으며, 초기적인 수치해석 결과를 제시하였다. 이를 바탕으로 개발된 수치해석기법의 정확성 및 수렴성을 확인할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.355-364
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• 2023

폭발 수치해석 기법 중 Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)는 구조물의 파괴뿐만 아니라 폭발 이후 충격파의 전파 과정까지 관찰할 수 있는 장점이 있다. 그러나 동적 해석 시 유한요소 모델의 격자망 크기가 일정 수준 이하로 감소하게 되면 해석 결과의 신뢰도가 부정확해진다. 본 연구에서는 ALE 수치해석 기법을 활용하여 대기의 격자망 크기가 해석의 정확도에 미치는 영향을 조사한다. 다양한 조건의 격자망 크기와 폭발 중량을 갖는 대기 중 폭발모델을 구축하고, 폭발 중심으로부터 거리에 따른 폭발압력을 관찰한다. 수치해석과 실험에서 얻은 최대 폭발압력 결과에 대해 평균 제곱 오차를 계산하여 최적의 격자망 크기를 제안하고, 제안된 크기를 바탕으로 폭발물 중량과 대기의 최적 격자망 크기에 대한 상관관계를 분석한다. 본 연구는 다양한 중량을 가진 폭발물 해석에서 최적의 격자망 크기를 제공함으로써 신뢰성이 향상된 폭발 수치해석 모델 개발에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 소성∙가공
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• 제5권1호
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• pp.55-60
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• 1996

In the finite element analysis of metal forming processes the updated Lagrangian approach has been widely and effectively used to simulate the non-steady state problems. however some difficulties have arisen from abrupt flow change as in extrusion through square dies. In the present work an ALE(arbitrary Lagrangian-Euleria) finite element formulation for deforma-tion analysis are presented fro rigid-viscoplastic materials. The developed finite element program is applied to the isothermal analysis of square die extrusion of a square section. The computational results are compared with those by the updated Lagrangian finite element analysis.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권4호
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• pp.218-226
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• 2007

본 연구는 생존성 측면에서 잠수함의 내충격 설계시 고려해야 하는 수중폭발 충격응답해석 기법에 관하여 고찰하였다. 생존성을 고려하는 것은 현대의 모든 함정설계에 필수요건이며, 특히 잠수함의 수중폭발에 대한 내충격 설계는 반드시 고려되어야 할 사항이다. 기존의 수중함에 대한 내충격 설계는 가정된 이론에 의한 충격가속도를 정적해석의 결과를 통하여 단순하게 적용하였으나 본 연구에서는 직접해석법에 수중폭발 충격응답해석을 수행함으로써 기존의 방법보다 매우 합리적이고 신뢰성 높은 결과를 제시하였다. 특히 본 연구에서는 직접해석법 중에서 기존 수상함에서 널리 사용하고 있는 LS-DYNA/USA code일 적용보다 LS-DYNA code만으로 사용자가 보다 손쉽게 접근할 수 있는 ALE기법을 이용하여 잠수함 액화산소탱크를 대상으로 수중폭발해석 방식을 제안하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.167-173
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• 2014

석션 매입 앵커(Embedded Suction Anchor; ESA)는 석션 기초(Suction Pile or Caisson)을 이용하여 앵커를 지중에 매설한 후 인발에 저항하는 계류앵커형식이다. 본 연구에서는 ALE (Arbitrary Larangan Eulerian) Adpative Meshing 기법을 이용한 수치해석을 통해 석션 매입 앵커의 인발 거동을 모사하고, 그 결과를 기존 연구에서 수행된 원심모형 실험 및 한계 평형법을 이용한 해석적 방법의 결과와 비교 분석 하였다. 이를 통해 앵커의 수평 연직 경사 방향의 인발 거동을 평가하였으며, 수치 해석 결과, 수평 재하 시 중간 위치에서 가장 큰 저항력을 발휘하는 것으로 나타났다. 연직 재하의 경우 재하 위치와 무관하게 유사한 저항력이 발휘 되었으며, 수평 저항력이 가장 큰 중간 위치에서 경사 하중을 가한 결과 경사각이 증가할수록 인발 저항력이 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.247-250
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• 2007

Flexible media such as the paper, the film, etc. are thin, light and very flexible. They behave in geometrically nonlinear. Any of small force makes large deformation. So we must including aerodynamic effect when its behavior is predicted. Thus, it becomes fully coupled fluid-structure interaction(FSI) problem. In FSI problems, where the fluid mesh near the structure undergoes large deformations and becomes unacceptably distorted, which drive the time step to a very small value for explicit calculations, the arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) methods or rezoning are used to create a new undistorted mesh for the fluid domain, which allows the calculations to continue. In this paper, FE sheet model considering geometric nonlinearity is formulated to simulate the behavior of the flexible media. Aerodynamic force to the media by surrounding air is calculated by solving the incompressible Navier-Stokes equations. Q2Q1(Taylor-Hood) element which means biquadratic for velocity and bilinear for pressure is used for fluid domain. Q2Q1 element satisfies LBB condition and any stabilization technique is not needed. In this paper, cantilevered sheet in the viscous incompressible Navier-Stokes flow is simulated to check the mesh motion and numerical integration scheme, and then falling paper in the air is simulated and the effects of some representative parameters are investigated.

• Wind and Structures
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• 제20권3호
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• pp.423-448
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• 2015

In this paper the unsteady fluid-structure interaction (FSI) problems with large structural displacement are solved by partitioned solution approaches in the arbitrary Lagrangian-Eulerian finite element framework. The incompressible Navier-Stokes equations are solved by the characteristic-based split (CBS) scheme. Both a rigid body and a geometrically nonlinear solid are considered as the structural models. The latter is solved by Newton-Raphson procedure. The equation governing the structural motion is advanced by Newmark-${\beta}$ method in time. The dynamic mesh is updated by using moving submesh approach that cooperates with the ortho-semi-torsional spring analogy method. A mass source term (MST) is introduced into the CBS scheme to satisfy geometric conservation law. Three partitioned coupling strategies are developed to take FSI into account, involving the explicit, implicit and semi-implicit schemes. The semi-implicit scheme is a mixture of the explicit and implicit coupling schemes due to the fluid projection splitting. In this scheme MST is renewed for interfacial elements. Fixed-point algorithm with Aitken's ${\Delta}^2$ method is carried out to couple different solvers within the implicit and semi-implicit schemes. Flow-induced vibrations of a bridge deck and a flexible cantilever behind an obstacle are analyzed to test the performance of the proposed methods. The overall numerical results agree well with the existing data, demonstrating the validity and applicability of the present approaches.