• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권3호
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• pp.595-602
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• 2013

An air circuit breaker (ACB) with novel double-breaker contact and permanent magnet actuator (PMA) is presented. Three-dimensional (3-D) finite element method (FEM) is employed to compute the electro-dynamic repulsion forces, including the Holm force and Lorentz force, which are acting on the static and movable contacts. The electro-dynamic repulsion forces of different contact pieces are computed, illustrating there is an optimal number of contact pieces for the ACB being studied. The electro-dynamic repulsion force of each contact, which varies from the outer position to the inner position, is also computed. Finally, the contacts of the double-breaker are manufactured according to the analyzed results to validate the simulations.

• 소성∙가공
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• 제9권4호
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• pp.348-355
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• 2000

The backward tracing scheme(BWT) of the finite element method has been extended lot the design of sheet blank in three-dimensional deformation. Originally the scheme was developed for preform design in bulk forming, and applied to several forming processes successfully. Its key concept is to trace backward from the final desirable configuration to an intermediate preform or initial blocker. A program for initial blank design in sheet forming which contains the capabilities of forward loading simulation by the finite element method and backward tracing simulation, has been developed and proved the effectiveness by applying to a square cup stamping process. In the blank design of square cup stamping, the backward tracing program can produce an optimum blank configuration which forms a sound net-shape cup product without machining after forming. For the confirmation of the analytic result derived from the backward tracing simulations as well as forward loading simulations, a series of experiment were carried out. The experiments include the first trial sheet forming process with a rectangular blank, an improved process with a modified blank preform and the final process with an optimum blank resulted from the backward tracing scheme. The experiments show that the backward tracing scheme has been implemented successfully in blank design of sheet metal forming.

• 소성∙가공
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• 제17권2호
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• pp.124-129
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• 2008

Net shape forging technologies give many effects into the costs and qualities for the finished products. So, the studies to reduce the additional machining amount are very important in forging industry. Specially, there are two main topics in cold forging industry, such as, tool life and precision forging. In this study, new forging technique was proposed to eliminate the machining process for fixing up the length and improve the lead accuracy of gear. The luck-up hub is manufactured through many processes, such as upsetting, piercing and direct extrusion. The gear is formed in direct extrusion process; however, lead accuracy of the gear is over allowance limit. Therefore, the additional sizing process must be added. In this study, process design for closed-die forging of a lock-up hub used for a component of automobile transmission was made using three-dimensional finite element simulations, and the strain distributions and velocity distributions are investigated through the post processor. The rigid-plastic finite-element method for back pressure forging has been used in order to reduce development time and die cost. Using the FEM simulation, we found the optimum value of back pressure. The prototypes of lock-up hub parts were forged into the net-shape. In the experiment, lead precision of tooth are measured by the CCMM(Contact Coordinate Measuring Machine). The dimensional accuracy of forged part was improved up to the 40% when back press was applied.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.75-80
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• 2009

유한요소법을 이용한 3차원 모델링은 모형에 대한 기하학적 유연성에도 불구하고 대형 연립방정식에 대한 계산이 필요하여 실용성에는 많은 제약이 있었다. 본 연구에서는 최근 컴퓨터와 수치해석기술을 바탕으로 직접해법과 반복해법을 선택적으로 사용한 효율적인 유한요소 3차원 모델링을 구현하였다. 직접해법인 PARDISO는 멀티코어 계산환경에서 병렬 연산을 이용하여 계산속도를 현저히 감소시킬 수 있었고 특히 단딜 주파수 다중 송신의 계산에서 최대의 계산효율을 보였다. 소규모 메모리 환경에서는 BiCGSTAB(1)이 다른 반복해법들에 비해 빠르고 안정적으로 수치해를 계산하였다. 효율적인 3차원 모델링은 주어진 문제와 상황에 적합한 해법을 선택적으로 사용함으로써 가능하다. 모델링에는 다양한 형태의 인공송신원이 고려되어 있으며 향후 3차원 역산의 효율적인 엔진으로 활용할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권4호
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• pp.377-386
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• 2017

Earthquake-induced pounding damages to building structures were repeatedly observed in many previous major earthquakes. Extensive researches have been carried out in this field. Previous studies mainly focused on the regular shaped buildings and each building was normally simplified as a single-degree-of-freedom (SDOF) system or a multi-degree-of-freedom (MDOF) system by assuming the masses of the building lumped at the floor levels. The researches on the pounding responses between irregular asymmetric buildings are rare. For the asymmetric buildings subjected to earthquake loading, torsional vibration modes of the structures are excited, which in turn may significantly change the structural responses. Moreover, contact element was normally used to consider the pounding phenomenon in previous studies, which may result in inaccurate estimations of the structural responses since this method is based on the point-to-point pounding assumption with the predetermined pounding locations. In reality, poundings may take place between any locations. In other words, the pounding locations cannot be predefined. To more realistically consider the arbitrary poundings between asymmetric structures, detailed three-dimensional (3D) finite element models (FEM) and arbitrary pounding algorithm are necessary. This paper carries out numerical simulations on the pounding responses between a symmetric rectangular-shaped building and an asymmetric L-shaped building by using the explicit finite element code LS-DYNA. The detailed 3D FEMs are developed and arbitrary 3D pounding locations between these two buildings under bi-directional earthquake ground motions are investigated. Special attention is paid to the relative locations of two adjacent buildings. The influences of the left-and-right, fore-and-aft relative locations and separation gap between the two buildings on the pounding responses are systematically investigated.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.75-83
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• 2011

일반적인 불포화지반의 거동뿐만 아니라, 열과 관련된 분야, 지반환경 분야 등 다양한 분야에서 불포화 다공질 재료의 열적-수리적-역학적으로 결합된 문제들이 대두되면서 이러한 문제들을 해석하기 위한 수치도구 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 거시적 접근법(macroscopic approach)에 근거하여 불포화지반에 대한 열-수리-역학거동의 수식화를 하였다. 흙, 물, 공기에 대한 질량보존의 법칙, 에너지 보존법칙, 그리고 하중평형 조건식으로부터 결합된(coupled) 4개의 지배방정식을 유도하였다. Galerkin 간략화와 시간적분으로부터 주 변수인 변위(u), 가스압($P_g$), 유체압($P_1$), 온도(T)를 Newton의 반복과정을 이용하여 구하는 유한요소 프로그램(FEM)을 작성하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 다공질재료에서 2상 흐름 문제 중 일차원 배수실험(u-$P_g-P_1$), 온도 압밀(u-$P_1$-T), 그리고 지표면 온도변화에 의한 말뚝의 주변지반에 대한 영향(u-$P_1$-T)에 대하여 수치해석을 수행하고 논의하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권6호
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• pp.775-791
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• 2015

Due to the extension of communication ways (metro, highways, railways), hence, to improve traffic flow imposes often the difficult crossing that generally drive to the construction of underground works (tunnel, water conveyance tunnel...) plays a major role in the redevelopment of urban areas. This study is focused on the assessment of the interaction response of parallel tunnels, so this study uses the results from the simulation of two tunnels to illustrate a few observations that may aid in practical designs. In this article, simultaneous drilling of highway's twin tunnels is simulated by means of Finite Element Method (FEM) implemented in Plaxis program. So the treated subject appears in a setting of geotechnical where one can be to construct several tunnels sometimes in a ground of weak mechanical characteristics. The objective of this study is to simulate numerically the interaction effects caused by construction of two parallels tunnels. This is an important factor in the study of the total answer of the problem interaction between parallels underground works. The importance of the effects transmitted is function of several parameters as the type of the works, and the mechanical characteristics (tunnel size, depth, and the relative position between two tunnels, lining thickness...). This article describes numerical analyses of two parallels tunnels interaction. This study will be applied to a real case of a section tunnel T4 of the highway East-West (Algeria); the study presented below comprises a series of numerical simulations of two tunnels using the computer program Plaxis which is used in the analyses is based on Finite Element Method.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권8호
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• pp.114-120
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• 2008

본 논문에서는 단락 개방 Calibration (SOC) 방법을 이용하여 MIM 구조로 구성된 커패시터의 기생 소자 값들을 추출하였다. Strip line 으로 구성된 short, open, MIM 구조들의 산란 파라미터 행렬들은 전자기 시뮬레이터 및 벡터 네트웍 분석기를 이용하여 측정되었다. 전자기 시뮬레이션들은 3차원 구조 해석에 적합해왔던 유한 유소법 (FEM)을 이용하여 수행되었다. 적층 구조 내부에 형성된 MIM 커패시터의 전자기 영향들은 집중 소자들로 구성된 II 형 등가 회로로 제안되었고, 2 포트 네트웍 해석을 수행함으로써, 측정된 산란 파라미터들과 등가회로 소자들 간의 관계를 보였다. 제안된 SOC 방법을 이용하여 추출된 집중 소자들은 주파수 독립적인 결과를 나타낸다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.468-475
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• 2019

엔드라인 폭연방지기는 수직 환기장치에 폭연방지와 함께 대기방출을 하도록 한다. 엔드라인 폭연방지장치는 선박과 같은 산업현장의 다양한 분야에 적용된다. 폭연방지기에서 스프링은 스프링 부하와 스프링의 탄성이 후드 개방 모멘트를 결정하므로 필수 부품이다. 더욱이, 장치 내 스프링은 고온의 상태에서도 작동해야 한다. 따라서, 폭연이 나타나기 시작할 때 스프링의 기계적 하중과 탄성을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 엔드라인 폭연방지기의 작동 프로세스의 시뮬레이션을 기반으로 열 및 구조해석을 수행하으며, 스프링의 3차원 모델은 CFD 시뮬레이션을 이용하였다. CFD 해석은 FEM 시뮬레이션 값을 입력하여 스프링 구조를 분석한다. 본 연구에서는 스프링 부하의 43 kg, 93 kg 및 56 kg 세 가지 경우 즉, 150 mm 스프링 디플렉션에 부합하도록 집중적으로 관찰하였다. 결과적으로, $1,000^{\circ}C$ 가열조건 하에서 5분 후에 스프링 부하가 10 kg 감소했다. 시뮬레이션 결과는 연소 시간 변화에 따라 스프링의 부하와 탄성을 예측하고 추정할 수 있었다. 또한, 연구의 결과는 폭연방지기의 제조자들에게 역화방지장치뿐만 아니라 스프링의 설계를 최적화하기 위한 참고 자료로 활용할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.136-145
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• 2002

정상상태에서 소자 내부의 격자온도 분포를 해석할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. Slotboom 변수를 사용하여 열흐름 방정식을 이산화하였고, 요소내에서 열전도율의 적분값을 해석적으로 구할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위해 $N^+P$ 접합 다이오드와 BJT에 대해 모의실험을 수행하였고 DAVINCI와 MEDICI의 결과와 비교하였다. $N^+P$ 접합 다이오드에서 순방향 인가전압이 1.4[V]일 때 격자 온도분포는 DAVINCI의 결과와 2%의 상대오차를 보였으며 BJT에서 컬렉터 전압이 5.0[V]이고 베이스 전압이 0.5[V]일 때 격자 온도분포는 MEDICI의 결과와 3%의 상대오차를 보였다. BANDIS에서 제안된 열전도율의 적분방법을 사용하는 경우 수렴을 위해 평균 3.45회의 행렬 연산이 필요하나 DAVINCI에서는 평균 5.1회의 행렬 연산이 필요하였고 MEDICI는 평균 4.3회 행렬연산이 필요하였다.