• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권1호
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• pp.24-32
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• 2023

본 논문에서는 기 개발된 로터 블레이드 해석 모델 중 구조 모델을 보완하여 기존에 수행한 HART II의 연구결과와 비교하였다. 구조 모델은 혼합변분 정식화 기반의 기하학적 정밀 보 모델이며, 블레이드의 기하학적 비선형 거동을 정밀하게 예측할 수 있다. 기존 해석 결과에서는 비틀림 변형과 구조하중 결과에서 실험결과 대비 위상차가 발생하였는데 본 연구에서는 기존 결과 대비 위상차가 현저히 감소한 결과를 도출하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.194-202
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• 2014

Steering axis of suspensions is an important factor that affects ride and handling quality in the vehicle chassis development. Macpherson strut and double wishbone's steering axis are defined geometrically, but multi-link suspensions can not be geometrically analyzed. In this case instant axis theory is commonly used to find a steering axis. Since the steering axis is moving with varying caster and kingpin inclination angle, this method approximately corresponds with exact solution. In this paper, we propose a velocity analysis method to find a pure rotational axis of the wheel relative to suspension arms, that is exact solution of the steering axis. This paper extends the method to analyze the steering axis of multi-link suspensions with bushing compliance. The analysis results applied to double wishbone and multi-link suspensions demonstrate validity and accuracy of the proposed method.

• Coupled systems mechanics
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• 제11권6호
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• pp.525-542
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• 2022

In this work we present an advanced approach to the design of small wind turbine support steel structures. To this end we use an improved version of previously developed geometrically exact beam models. Namely, three different geometrically exact beam models are used, the first two are the Reissner and the Kirchhoff beam models implementing bi-linear hardening response and the third is the Reissner beam capable of also representing connections response. All models were validated in our previous research for a static response, and in this work they are extended to dynamic response. With these advanced models, we can perform analysis of four practical solutions for the installation of small wind turbines in new or existing buildings including effects of elastoplastic response to vibration problems. The numerical simulations confirm the robustness of numerical models in analyzing vibration problems and the crucial effects of elastoplastic response in avoiding resonance phenomena.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권1호
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• pp.105-112
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• 2007

The linkage framework of geometric modeling based on NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline) surface and shell finite analysis is developed in the present study. For this purpose, geometrically exact shell finite element is implemented. NURBS technology is employed to obtain the exact geometric quantities for the analysis. Especially, because NURBS is the most powerful and wide-spread method to represent general surfaces in the field of computer graphics and CAD(Computer Aided Design) industry, the direct computation of surface geometric quantities from the NURBS surface equation without approximation shows great potential for the integration between geometrically exact shell finite element and geometric modeling in the CAD systems. Some numerical examples are given to verify the performance and accuracy of the developed linkage framework. In additions, trimmed surfaces with some cutouts are considered for more practical applications.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.794-801
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• 2006

The linkage framework of geometric modeling and analysis based on the NURBS technology is developed in this study. The NURBS surfaces are generated by interpolating the given set of data points or by extracting the necessary information to construct the NURBS surface from the IGES format file which is generated by the commercial CAD systems in the present study. Numerical examples shows the rate of displacement convergence according to the paramterization methods of the NURBS surface. NURBS can generate quadric surfaces in an exact manner. It is the one of the advantages of the NURBS. A trimmed NURBS surface that is often encountered in the modeling process of the CAD systems is also presented in the present study. The performance of the developed geometrically exact shell element integrated with the exact geometric representations by the NURBS equation is compared to those of the previous reported FE shell elements in the selected benchmark problems.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.183-190
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• 2018

본 논문에서는 보의 대변형 및 비틀림 변형을 고려한 인간동력항공기 주익 main spar 질량 최적화 과정을 소개한다. 순차적 이차 프로그래밍 기법(sequential quadratic programming)을 최적화 기법으로 선정해 구조 최적설계에 적절한 최적화 알고리즘을 수행하였다. Main spar 내부 직경, 적층 두께 등을 설계변수로 설정하였다. 목적함수에는 질량 최소화, 굽힘 변형 변위 일정, 그리고 비틀림 변형 각도 일정 등의 요소를 포함하였다. 굽힘과 비틀림 변형 계산엔 대변형 해석에 적합한 기하학적 정밀 보 모델을 도입하였으며, 기하학적 정밀 보 모델에 필요한 단면 물성은 Variational Asymptotic Beam Sectional Analysis(VABS) 단면 해석프로그램를 통해 계산하였다. 그 결과 main spar의 굽힘 변형 및 비틀림 변형을 최대 1.45% 이내로 유지한 채로 7.88%의 질량 감소를 이루는 최적설계를 도출하였다, 이후 응력복원 및 변형률 복원을 통해 최적설계의 구조적 안정성과 최적화 과정의 타당성을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제22권3호
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• pp.263-278
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• 2006

Starting with the geometrically non-linear formulation and the subsequent linearization, this paper presents a consistent formulation of the exact mechanical analysis of geometrically and materially linear three-layer continuous planar beams. Each layer of the beam is described by the geometrically linear beam theory. Constitutive laws of layer materials and relationships between interlayer slips and shear stresses at the interface are assumed to be linear elastic. The formulation is first applied in the analysis of a three-layer simply supported beam. The results are compared to those of Goodman and Popov (1968) and to those obtained from the formulation of the European code for timber structures, Eurocode 5 (1993). Comparisons show that the present and the Goodman and Popov (1968) results agree completely, while the Eurocode 5 (1993) results differ to a certain degree. Next, the analytical solution is used in formulating a general procedure for the analysis of layered continuous beams. The applications show the qualitative and quantitative effects of the layer and the interlayer slip stiffnesses on internal forces, stresses and deflections of composite continuous beams.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권2호
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• pp.157-164
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• 2003

최근 볼륨 그래픽스가 의료 영상의 해석 도구로서 주목을 받아 오고 있다. 볼륨 그래픽스에서는 가시화를 위하여 복셀로 정의된 물체가 필요하다. 이 때문에 기하학적인 방법으로 정의한 다각형 및 곡면을 복셀 기반의 물체로 변환시키는데 이를 복셀화(voxelization)라고 한다. 기하학적인 물체를 복셀화하면 기하학적 물체 데이터를 샘플링 데이터와 함께 단일화된 방법으로 볼륨 렌더링할 수 있다. 본 논문에서는 큐브의 단면을 이용한 복셀화의 한 기법을 제안한다. 그리고 개인용 컴퓨터 환경에서 이 기법을 구현한 후에 단순한 기하학적인 데이터를 이용해서 평가하여 논리적인 타당성을 조사한다. 이 기법은 변환된 복셀로부터 정확한 법선 벡터를 계산할 수 있고 복셀간에 구멍(hole)이 발생하지 않고 다해상도(multi-resolution) 표현이 가능한 특성을 가지고 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.287-292
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• 2021

본 논문에서는 CAD 시스템에서 사용하는 NURBS 기저함수를 사용하는 아이소-지오메트릭 해석(Isogeometric analysis) 방법과 기하학적으로 엄밀한 빔 모델링(geometrically exact beam model)을 활용하여 회전과 병진 운동이 결합된 새로운 형태의 메타물질(metamaterial)에 대한 해석을 진행하였다. 이차원 셀 구조는 자유형상변환(Free-form deformation) 법과 적절한 내삽법(Interpolation)을 통해 원통 위에 입혀졌다. 원통의 치수와 셀 개수가 비틀림 각도에 미치는 영향이 매개변수 연구(parametric study)를 통해 확인되었다. 비틀림과 병진 운동이 결합된 구조의 메커니즘에 대해 수치 예제를 통해 알아보았다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.71-78
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• 2018

본 연구에서는 NURBS 기반 아이소 지오메트릭 쉘 해석을 위해 다중 패치 해석 모델을 정식화하였다. 기존 연구를 통해 개발된 단일 패치로 구성된 전단 변형을 고려한 쉘 요소에 대해 일반 좌표계에서 기하학적으로 엄밀한 쉘 구조물의 아이소 지오메트릭 해석 모델을 도입하고 매개변수 연속성을 고려하여 다중 패치 모델로 확장하였다. 인접 곡면의 노트 요소가 결합 경계를 통해 조화를 이루는 경우에 대해 0차와 1차 매개변수 연속성 조건을 고려하였으며, 두 패치 간 마스터-슬레이브 관계를 정립하여 종속된 한 곡면의 자유도를 상대 곡면의 자유도로 표시하여 모델 크기를 줄이면서 두 곡면을 결합하였다. 다중 패치 쉘 예제에 대해 0차와 1차 연속성 조건을 각각 적용하여 구조해석을 수행하여 1차 연속성 조건의 주요한 특성들을 확인하였다. 또한 각 연속성 조건에 대한 해의 수렴 특성을 검토하였으며 결합 경계에서의 두 패치의 연속성을 확인하였다.