본 논문에서는 초기값을 갖는 비동질 반무한 평면문제를 비례경계유한요소법으로 해석하기 위하여 무한요소를 이 해석법에 도입하였다. 초기값을 갖는 반무한 평면의 자유면은 비례경계좌표계의 원주방향의 좌표를 이용하여 모델링하였고 무한요소는 이 자유면이 나타내는 무한한 영역을 모사하기 위해 사용되었다. 반무한 평면의 물성치(탄성계수)에 대한 초기값은 비례중심의 위치와 비례경계좌표계에서의 반지름 멱함수를 이용하여 나타내었다. 사상형 무한요소를 사용하여 일관된 정식화가 가능하였고, 제안된 해석법에 대한 적용성과 성능을 두 수치예제를 통하여 보였다.
A FE-(FE-HE)-BE procedure is presented for dynamic analysis of concrete arch dams. In this technique, dam body is discretized by solid finite elements, while the reservoir domain is considered by a combination of fluid finite elements and a three-dimensional fluid hyper-element. Furthermore, foundation rock domain is handled by three-dimensional boundary element formulation. Based on this method, a previously developed program is modified, and the response of Morrow Point arch dam is studied for various conditions. Moreover, the effects of canyon shape on response of dam, is also discussed.
This study proposed a technique for inverse problem, linear approximation of contact position and loading in single and double meshing of transmission contact element using 2-dimension model considered near the tooth by root stress. Determination of root stress is carried out far the gear tooth by finite element method and boundary element method. Boundary element discretization near contact point is carefully performed to keep high computational accuracy. The predicted results of boundary element method are good accordance with that of finite element method.
The stress distributions of hydranlic actuator cylinder tube acting in uniform inner pressure were analysed by the boundary element method(BEM). STKM13C tube was utilized for machine structural purposes model, its inner radius was 100 mm and outer radius was 140 mm. Axial length was semi-infinite and the isoparametric element of BEM was used. Radial and tangential stresses are maximum(-20.3 MPa and 52 MPa) at the inner radius and the minimum at the outer radius of the hydraulic actuator cylinders for an industrial systems. Stress diminution ratio was about 0.6 MPa/mm. And then coincidence between the simulation techniques as exact results(Lame' equation) and finite element method(FEM) is found to be fairly good, showing that the proposed analysis by BEM is reliable.
경계요소법에 최소 에너지기법을 적용하여 적외선 스캐닝을 이용한 물체 내부 미지의 공동(cavity)을 탐지하는 기하학적 역 열전도 문제의 해를 구하였다. 이 문제에서 경계요소식은 에너지 최소화 과정을 적용한, quadratic programming 문제로 전환되었으며, 가상적인 내부 경계가 실제 공동의 영역 내부에 위치하도록 정의되었다. 적외선 스캐닝 표면 온도가 측정 오차의 구속 조건을 만족하도록 가상 내부 경계에서의 온도 분포를 결정한 후, 이를 내부 경계 조건으로 하는 경계요소 해석을 수행하여 미지 경계의 위치를 결정하였다. 공동 탐지 알고리듬이 제시되었고 수치해석을 통하여 역 해법에 대한 최소에너지 기법의 효과를 분석하였다.
The fundamental theory and application of boundary element method for two-dimensional problem are introduced in this paper. Based on this boundary element procedure, several numerical calculations such as circular cavity problem, a thin plate with hole under tension and a long thick-walled cylinder under internal pressure are performed. The numerical results show fairly good agreement with exact solutions or results of finite element method.
In this study, a complete analysis of soil-structure interaction problems is presented which includes a modelling of the near surrounding of the building (near-field) and a special description of the wave propagation process in larger distances (far-field). In order to reduce the computational effort which can be very high for time domain analysis of wave propagation problems, a special approach based on similarity transformation of the infinite domain on the near-field/far-field interface is applied for the wave radiation of the far-field. The near-field is discretised with standard Finite Elements, which also allows to introduce non-linear material behaviour. In this paper, a new approach to calculate the involved convolution integrals is presented. This approximation in time leads to a dramatically reduced computational effort for long simulation times, while the accuracy of the method is not affected. Finally, some benchmark examples are presented, which are compared to a coupled Finite Element/Boundary Element approach. The results are in excellent agreement with those of the coupled Finite Element/Boundary Element procedure, while the accuracy is not reduced. Furthermore, the presented approach is easy to incorporate in any Finite Element code, so the practical relevance is high.
In two dimensional mechanical design analysis, quadrilateral element mesh is preferred because it provides more accurate result than triangular element mesh. However, automation of quadrilateral element mesh generation is much more complex because of its geometrical complexities. In this study, an automatic quadrilateral element mesh generation algorithm based on the boundary normal offsetting method and the boundary decomposition method is developed. In so doing, nodes are automatically placed using the boundary normal offsetting method and the decomposition method is applied to decompose the designed domain into a set of convex subdomains. The generated elements are improved by relocation of the existing nodes based on the four criteria - uniformity, aspect ratio, skewness and taper degree. The developed algorithm requires minimal user inputs such as boundary data and the distance between nodes.
중고주파수 대역에서 구조물의 진동해석에 사용되는 새로운 기법인 파워흐름유한요소법과 음향방사문제를 해결하는데 사용되는 음향경계요소법을 이용하여 구조물의 진동해석에서 방사소음해석까지 일련의 과정이 순차적으로 이루어지는 해석시스템을 구축하였다. 평판으로 이루어진 임의의 형상 구조물의 진동해석을 수행하고, 이 때 얻어지는 표면에서의 에너지밀도를 음향해석을 위한 속도경계조건으로 활용하여 진동-소음해석을 수행하였다. 개발된 진동-소음해석 시스템의 검증을 위해 간단한 형상의 구조물을 모델링하여 상용화 패키지(SYSNOISE)의 해석결과와 비교하였으며 또한 여러 다양한 형상의 구조물에 대해서도 본 해석시스템을 적용하여 진동-소음해석을 수행하였다.
들보나 아치, 판재 그리고 쉘과 같은 박판구조물의 경계부근의 매우 좁은 영역에는 경계층이 존재하는데, 이 영역에서 해는 급격하게 변화하는 특이 거동을 나타낸다. 유한요소법을 이용하여 이러한 물체의 거동을 해석하는 경우, 이런 특이성을 묘사하기 위해 유한요소 체눈패턴이 대단히 중요한 역할을 한다. 이 논문은 경계층에 대한 이론적 해석과 최적의 체눈패턴을 형성하기 위한 가이드를 제시한다. 또한 이론적인 결과를 입증하는 예제도 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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