• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권2호
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• pp.223-240
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• 2015

In this work, a nonlocal quasi-3D trigonometric plate theory for micro/nanoscale plates is proposed. In order to introduce the size influences, the Eringen's nonlocal elasticity theory is utilized. In addition, the theory considers both shear deformation and thickness stretching effects by a trigonometric variation of all displacements within the thickness, and respects the stress-free boundary conditions on the top and bottom surfaces of the plate without considering the shear correction factor. The advantage of this theory is that, in addition to considering the small scale and thickness stretching effects (${\varepsilon}_z{\neq}0$), the displacement field is modelled with only 5 unknowns as the first order shear deformation theory (FSDT). Analytical solutions for vibration of simply supported micro/nanoscale plates are illustrated, and the computed results are compared with the available solutions in the literature and finite element model using ABAQUS software package. The influences of the nonlocal parameter, shear deformation and thickness stretching on the vibration behaviors of the micro/nanoscale plates are examined.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.149-155
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• 2007

Damage assessment and Damage index for RC members failed in flexure was investigated by using the nonlinear finite element analysis, included with nonlocal constitutive law, which is analyzed for the localization of the failure on the post-peak region. In the nonlcal constitutive law, The local strains obtained at gauss points were averaged over a particular length, i.e. characteristic length and it was used to evaluate the damage of RC column member. As the analysis results, The value of nonlocal strain shows less mesh sensibility. In the damage assessment, It was confirmed that evaluations of damage of RC member were able to use nonlocal compressive strain on a cover concrete and a core concrete of the member. Moreover it was confirmed that damage process for the statically indeterminate structure was able to evaluate the damage context of the component members of the structure.

• Computers and Concrete
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• 제32권6호
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• pp.553-565
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• 2023

This work is the first to apply nonlocal theory and a variety of deformation plate theories to study the issue of forced vibration and buckling in organic nanoplates, where the effect of the drag parameter inside the structure has been taken into consideration. Whereas previous research on nanostructures has treated the nonlocal parameter as a fixed value, this study accounts for its effect, and finds that its value fluctuates with the thickness of each layer. This is also a new point that no works have mentioned for organic plates. On the foundation of the notion of potential movement, the equilibrium equation is derived, the buckling issue is handled using Navier's solution, and the forced oscillation problem is solved using the finite element approach. Additionally, a set of numerical examples exhibiting the forced vibration and buckling response of organic nanoplates are shown. These findings indicate that the nonlocal parameter and the drag parameter of the structure have a substantial effect on the mechanical responses of organic nanoplates.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.201-207
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• 2020

본 연구에서는 다공성 보와 논로컬 매개변수 사이의 관계에 대한 유한요소해석을 수행한다. 논로컬 매개변수는 다공성 보의 결함을 표현하는 변수들로 정의하여, 하중조건 및 경계조건에 대한 수치모사를 통해 계산한다. 다공성 보와는 반대 개념의 결함을 가지는 보에 대한 해석도 수행하였다. 이러한 보들의 거동은 논로컬 매개변수의 항으로 표현하였으며, 이 매개변수는 구멍의 지름의 제곱 그리고 원기둥 지름의 세제곱에 비례하는 것을 확인하였다. 특히 작은 원기둥을 가지는 보에 축 하중을 가하는 경우, 예상과는 다르게 3차원 유한요소 해석 결과와 2차원 평면응력 해석 결과는 다름을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제14권3호
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• pp.189-200
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• 2010

A numerical method is proposed and analyzed to approximate a mathematical model of age-dependent population dynamics with spatial diffusion. The model takes a form of nonlinear and nonlocal system of integro-differential equations. A finite difference method along the characteristic age-time direction is considered and primal mixed finite elements are used in the spatial variable. A priori error estimates are derived for the relevant variables.

• Computers and Concrete
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• 제4권2호
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• pp.83-100
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• 2007

Applying a direct formulation for the enrichment of the displacement field an extended finite element (XFEM) scheme for modeling of cohesive crack growth is developed. Only elements cut by the crack is enriched and the scheme fits within the framework of standard FEM code. The scheme is implemented for the 3-node constant strain triangle (CST) and the 6-node linear strain triangle (LST). Modeling of standard concrete test cases such as fracture in the notched three point beam bending test (TPBT) and in the four point shear beam test (FPSB) illustrates the performance. The XFEM results show good agreement with results obtained by applying standard interface elements in FEM and with experimental results. In conjunction with criteria for crack growth local versus nonlocal computation of the crack growth direction is discussed.

• 콘크리트학회지
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• 제9권5호
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• pp.157-164
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• 1997

일반적으로 콘크리트와 철근간의 경계면을 나타내는 유한요소법에는 균열의 부근에서 발생하는 부착열화 현상을 고려하지 않고 있다. 이것은 균열 부근에서 과도한 부착을 초래하고 , 국소 변형과 균열의 진전에도 영향을 준다. 본 연구에서는 철근콘크리트 구조물의 균열부근에서 일어나는 부착거동의 변화를 고려한 비선형 부착응력-미끄럼 모델을 제안하였다. 철근과 콘크리트간의 경계면에는 링크요소를 이용하였고, 링크의 특성은 철근을 가로지르는 균열의 상태에 따라 변하도록 조정하였다. 균열의 형성상태를 정량화하고, 부착거동을 두 포락선 1) 균열로부터 충분히 떨어진 위치에서의 부착상태를 모델링한 외연포락선, 2)횡균열면에 있어서의 부착상태를 모델링한 내연포락선의 사이에 변이시키기 위하여 비국소적 손상도 개념을 도입하였다. 이 방법의 유효성을 알아보기 위하여 편재하중을 받는 T형 교각의 실험 및 해석결과를 제시하였다. 제안된 모델의 결과를 실험결과와 비교하여 본 모델의 유용성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.171-178
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• 2020

본 연구에서는 다물체 페리다이나믹 해석 코드의 MPI-OpenMP 혼합 병렬화를 수행하였다. 페리다이나믹 해석 모델은 복잡한 동적파괴 거동 및 불연속 특성을 모사하는데 적합하지만, 비국부 영역을 통한 절점 간 상호작용을 계산하기 때문에 유한요소 모델에 비해 계산 시간이 많이 소요된다. 또한 다중적층구조물의 다물체 페리다이나믹 해석에서 추가된 비국부 접촉 모델과 가상 층간 결합 모델을 통한 여러 물체 간 상호작용으로 계산 부담이 증가한다. 더불어 고속 충돌 파괴와 같은 복잡한 동적 파괴 거동 해석을 위해 세밀한 절점 간격과 작은 시간 간격이 요구되기 때문에 코드 최적화와 병렬화를 통한 고성능 해석 코드 개발이 필수적이다. 해석 코드는 Intel Fortran MPI compiler와 OpenMP를 사용하여 개발되었으며, 한국과학기술정보원(KISTI)의 슈퍼컴퓨팅센터 누리온(Nurion)으로 실행되었다. 다물체 해석 코드를 최적화하기 위한 핵심 요소들을 분석하고, 모델 의존성 발생 서브루틴 분석 및 프로세스 통신 데이터 분별을 통해 MPI-OpenMP 혼합 병렬 처리 구조를 적용하였다. 다물체 충돌 파괴 현상 시뮬레이션을 통해 개발된 병렬 처리 코드의 성능을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권5호
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• pp.601-613
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• 2023

Numerous methods have been proposed in predicting formability of sheet metals based on microstructural and macro-scale properties of sheets. However, there are limited number of papers on the optimization problem to increase formability of sheet metals. In the present study, we aim to use novel optimization algorithms in neural networks to maximize the formability of sheet metals based on tensile curve and texture of aluminum sheet metals. In this regard, experimental and numerical evaluations of effects of texture and tensile properties are conducted. The texture effects evaluation is performed using Taylor homogenization method. The data obtained from these evaluations are gathered and utilized to train and validate an artificial neural network (ANN) with different optimization methods. Several optimization method including grey wolf algorithm (GWA), chimp optimization algorithm (ChOA) and whale optimization algorithm (WOA) are engaged in the optimization problems. The results demonstrated that in aluminum alloys the most preferable texture is cube texture for the most formable sheets. On the other hand, slight differences in the tensile behavior of the aluminum sheets in other similar conditions impose no significant decreases in the forming limit diagram under stretch loading conditions.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.335-341
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• 2017

본 논문에서는 고차미분 연속성을 가지는 형상함수에 기초하여 오일러-베르누이 보 유한요소모델을 정식화하였으며, 다양한 경계조건들에 대하여 그 성능을 평가하였다. 이러한 유한요소 모델들은 새로이 개발되는 고차 보 이론들과 논로컬 탄성이론에 기초한 보 이론들의 유한요소해석에 필요하다. 그러나 고차 연속성을 가지는 유한요소에 대한 성능평가는 문헌에서 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 $C^2$ 및 $C^3$ 두 종류의 고차 유한요소들을 정식화하여 외팔보, 단순지지, 고정-힌지 등의 경계조건들을 적용하고 정적해석을 수행하였다. 고전적인 경계조건들 이외에도 고차 경계조건들이 보의 거동에 미치는 영향을 비교분석하였다. 경계조건에 따라서는 처짐의 미분 값들이 경계주변에서 진동하는 현상이 관찰되었으며, 이는 기하학적 경계조건들에 대하여 뚜렷이 나타난다. 특히 고정단과 같은 경계에서의 변위의 고차미분 조건은 이러한 불안정한 현상을 유발한다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 고차 미분 연속성을 가지는 유한요소 이용에 가이드라인으로서 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.