• Computers and Concrete
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• 제20권1호
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• pp.1-10
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• 2017

This paper focuses on the mesh-size dependency in numerical simulations of reinforced concrete (RC) structures subjected to blast loading. A tensile failure criterion that can minimize the mesh-dependency of simulation results is introduced based on the fracture energy theory. In addition, conventional plasticity based damage models for concrete such as the CSC model and the HJC model, which are widely used for blast analyses of concrete structures, are compared with the orthotropic model that adopts the introduced tensile failure criterion in blast tests to verify the proposed criterion. The numerical predictions of the time-displacement relations at the mid-span of RC beams subjected to blast loading are compared with experimental results. The analytical results show that the numerical error according to the change in the finite element mesh size is substantially reduced and the accuracy of the numerical results is improved by applying a unique failure strain value determined by the proposed criterion.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권4호
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• pp.547-557
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• 2020

In this paper, an automatic adaptive mesh refinement procedure is presented for two-dimensional problems on the basis of a new probabilistic error estimator. First-order perturbation theory is employed to determine the lower and upper bounds of the structural displacements and stresses considering uncertainties in geometric sizes, material properties and loading conditions. A new probabilistic error estimator is proposed to reduce the mesh dependency of the responses dispersion. The suggested error estimator neglects the refinement at the critical points with stress concentration. Therefore, the proposed strategy is combined with the classic adaptive mesh refinement to achieve an optimal mesh refined properly in regions with either high gradients or high dispersion of the responses. Several numerical examples are illustrated to demonstrate the efficiency, accuracy and robustness of the proposed computational algorithm and the results are compared with the classic adaptive mesh refinement strategy described in the literature.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.137-143
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• 2017

본 논문에서는 파괴에너지이론에 기초하여 요소의존성을 최소화할 수 있는 인장파괴기준식을 제안하고 HJC(holmquist johnson cook), CSC(continuous surface cap), Orthotropic 모델을 이용한 폭발수치해석을 통해 기준식을 검증하였다. 폭발하중으로 인한 RC 보의 시간에 따른 중앙지점의 처짐을 실험결과와 비교하였다. 그 결과 기준식을 통해 산정된 파괴변형률을 수치해석상에 적용해줌으로써 해석결과의 요소의존성이 감소하였고 해의 정확성 또한 향상되는 것을 파악할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1998년도 추계 학술대회논문집
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• pp.19-22
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• 1998

Automatic mesh generation procedures applied to industrial now problems lead to complex mesh topologies where usually no special considerations to mesh resolution are taken. In the present study a fast and flexible solution algorithm in combination with generalized higher order discretization schemes is presented and its application to intake port calculation is demonstrated.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.637-644
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• 2001

본 논문에서는 콘크리트 댐체의 균열 발생 및 진전해석을 포함하는 비선형 지진해석에서 유한요소망 의존성을 제거시키고 안정적인 해를 얻기 위하여 균열모형으로 사용되는 소성손상모형 및 손상역학모형을 duvaut-lions모형에 기초한 점소성모형으로 정규화하는 방법을 기술하였다. 제안된 방법으로 정규화된 소성손상모형과 그렇지 않은 소성손상모형를 이용하여 지진하중을 받는 콘크리트 댐체의 동적 손상해석을 수행하여 여러 형태의 유한요소망이 해석결과에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과로부터 정규화한 소성손상모형은 유한요소망의 크기 및 배열에 영향을 크게 받지 않고 객관적이며 안정적인 해를 계산하는 반면, 정규화되지 않은 균열모형은 요소망에 의존적인 불안정한 결과를 산출함을 관찰할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.147-154
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• 2014

충격 및 폭발하중으로 인한 위험으로부터 구조물의 안정성을 확보하기 위한 필요성의 증대에 따라 고율변형을 받는 콘크리트의 거동은 중요한 연구주제가 되었다. 콘크리트의 고율변형 거동은 정적인 상태와는 다른 독특한 거동을 보이기 때문에 다양한 고율변형모델들이 제안되어 고율변형 상태를 수치해석하는데 사용되고 있다. 이러한 수치해석 과정에서 발생하는 문제가 요소의 크기에 따라 수치해석결과가 크게 변하는 요소의존성 문제이다. 본 논문에서는 파괴에너지이론에 기초하여 요소의존성을 최소화할 수 있는 기준식을 제안하고 HJC(Holmquist Johnson Cook)모델을 이용한 관통수치해석을 통해 기준식을 검증하였다. 그 결과 기준식을 통해 산정된 파괴변형률을 수치해석상에 적용해줌으로써 해석결과의 요소의존성이 감소하였고 해의 정확성 또한 향상되는 것을 파악할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.535-541
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• 2010

본 연구에서는 정상상태의 비선형 열탄성 문제에 대하여 탄성 계수 및 열전도 계수에 대해서 보조변수법을 이용한 연속체 기반의 설계민감도 방정식을 유도하였고, 온도와 변위장이 연성된 보조방정식을 정의하여 효율적으로 설계민감도 해석을 수행하여 위상 최적설계에 적용하였다. 수치 예제를 통하여 열탄성 문제에서 위상 최적설계가 갖는 요소망 의존성을 살펴보았다. 또한 열 하중이 지배적인 경우와 기계적 하중이 지배적인 경우를 비교하여 다중 물리 연성문제에서 위상 최적설계가 갖는 하중에 대한 의존성을 고찰하였다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.347-358
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• 2000

The view dependency of typical spatial-partitioning based NC simulation methods is overcome by polygon rendering technique that generates polygons to represent the workpiece, thus enabling dynamic viewing transformations without reconstruction of the entire data structure. However, the polygon rendering technique still has difficulty in realizing real-time simulation due to unsatisfactory performance of current graphics devices. Therefore, it is necessary to develop a mesh decimation method that enables rapid rendering without loss of display quality. In this paper. we proposed a new mesh decimation algorithm thor a workpiece whose shape varies dynamically. In this algorithm, the 2-map data thor a given workpiece is divided into several regions, and a triangular mesh is constructed for each region first. Then, if any region it cut by the tool, its mesh is regenerated and decimated again. Since the range of mesh decimation is confined to a few regions, the reduced polygons for rendering can be obtained rapidly. Our method enables the polygon-rendering based NC simulation to be applied to the computers equipped with a wider range of graphics cards.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.112-119
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• 2002

In this paper, an Extended Finite Element Method is proposed by adding discontinuity and singularity enrichment functions to the standard FEM approximation. In this method, the singularity and the discontinuity of the crack are efficiently modeled by using initial regular mesh without refining mesh near the crack tip, so that it enables express the asymptotic stress field near crack tip and crack surface successfully. The developed method was verified by evaluating crack tip stress profile and stress intensity factor of mode Ⅰ/mode Ⅱ fracture problems and the results showed the effectiveness and robustness for fracture problem.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.19-26
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• 2001

Previously, an improved crack analysis technique based on Element-Free Galerkin Method (EFGM) which includes a discontinuity function and a singular basis function was presented. The technique needs neither addition of nodes nor modification of the model, but it shows some dependency on the formulation and modeling parameters such as the class of weight function, the size of compact support, dilation parameter and the range controlled by the singular basis function. For those parameters, a parametric study was performed on the calculation of a discrete error and then, a guideline for the choice of adequate parameters in the technique was proposed.