• Title, Summary, Keyword: 유한요소법

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Finite Element Analysis of Temperature Distribution for Power Transformer (유한요소법을 이용한 전력용변압기의 온도분포해석)

  • Ahn, Hyun-Mo;Hahn, Sung-Chin
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.818_819
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    • 2009
  • 본 논문에서는 온도상승의 열원이 되는 권선과 철심의 전력손실을 유한요소법을 이용한 전자계해석과 스타인메츠실험식으로 산정하였다. 온도에 대한 자연대류 열전달계수를 산정하여 경계면에서의 경계조건으로 적용하였다. 열전달 해석을 위해 전력용변압기를 3차원 형상으로 모델링한 후 유한요소법을 이용해 권선과 철심에서의 온도분포를 해석하였다.

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HDD Cover FE Model Updating using Multiobjective Optimization (다목적 최적화 기법을 이용한 하드디스크 커버 유한요소 모델개선)

  • 김경호;박윤식
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.565-570
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    • 2001
  • 대상 기계구조물의 유한요소 모델로부터 구한 해석결과가 실험결과와 오차를 나타낼 때, 이러한 오차를 줄일 수 있도록 유한요소 모델의 변경이 요구된다. 유한요소 모델개선은 이러한 역문제(Inverse Problem)를 다루는 체계적인 접근법이다. 일반적으로 유한요소 모델에서 변경할 수 있는 매개변수의 개수는 실험결과의 개수보다 많으므로 실험결과와 일치되는 개선된 유한요소 모델은 무한하다고 할 수 있다. 그러나, 개선된 유한요소 모델이 물리적 타당성을 갖도록 매개변수의 변경량에 제한을 주면 일반적으로 초기 유한요소 모델에 비해 실험결과와의 오차가 개선된 근사해만 존재하게 된다. 따라서, 모델개선 과정을 통해 구한 개선된 모델은 오차의 평가기준 또는 목적함수에 따라 정해진 다양한 근사해 중 하나이다. 기존의 모델개선 방법에서는 단 하나의 오차 평가기준 또는 목적함수를 사용하고 이를 최소화 하는 모델을 구한다. 개선된 모델을 구하기 이전에는 사용된 평가기준이 타당한지 검토할 수 없으므로 대부분의 경우, 시행착오법으로 목적함수를 설정하게 된다. 본 논문에서는 다목적 최적화 기법을 이용한 오차 평가기준을 소개하고 이를 하드디스크커버 유한요소 모델개선에 응용한다.

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Computational strategies for improving efficiency in rigid-plastic finite element analysis (강소성 유한요소해석의 안정화와 고능률화에 관한 연구)

  • ;;Yoshihiro, Tomita
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.3
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    • pp.317-322
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    • 1989
  • Effective computational strategies have been proposed in the evaluation of stiffness matrices of rigid-plastic finite element method widely used in simulation of metal forming processes. The stiffness matrices are expressed as the sum of stiffness matrices evaluated by reduced integration and Liu's stabilization matrices which control the occurrence os zero-energy mode due to excessive reduced integration. The proposed method has been applied to the solution of fundamental 3-dimensional problems. The results clarified that the deformed mesh configuration was remarkably stabilized and computation speed attained about 3 times as fast as that of conventional 3-dimensional analyses. Furthermore, computation speed increases by a factor 60 when parallel computation is introduced. This speed has a tendency to increase as the total degree of freedom increases. As a result, this rigid-plastic finite element method enables us to analyze real 3-dimensional forming processes with practically acceptable computation time.

Application of Channel Routing Model by Taylor-Galerkin Finite Element Method -Modeling of Flow in Flood- (테일러-갤러킨 유한요소법에 의한 하도추적 모형의 적용 -홍수시 하천 유량 모의-)

  • Lee, Hae-Gyun
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.11 no.1
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    • pp.404-410
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    • 2011
  • For the simulation of one-dimensional unsteady flow, the Taylor-Galerkin finite element method was adopted to the discretization of the Saint Venant equation. The model was applied to the backwater problem in a single channel and the flood routing in dendritic channel networks. The numerical solutions were compared with previously published results of finite difference and finite element methods and good agreement was observed. The model solves the continuity and the momentum equations in a sequential manner and this leads to easy implementation. Since the final system of matrix is tri-diagonal with a few additional entry due to channel junctions, the tri-diagonal matrix solution algorithm can be used with minor modification. So it is fast and economical in terms of memory for storing matrices.

The Cluster Characterization on the Domain Decomposition Algorithms (클러스터 구조 특성에 따른 영역분할 알고리즘)

  • Park, Tae-Hyo;Tak, Moon-Ho;Lee, Kyung-Jae
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.635-638
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    • 2011
  • 유한요소법은 편미분방정식(Partial Differential Equation)의 수치적 근사 해를 구하기 위한 가장 일반적이고 효율적인 방법으로 다양한 공학 분야에서 널리 사용되어지고 있다. 유한요소법의 해석은 연속적인 범위를 가지는 문제를 여러 개의 요소로 나누어 다항식의 형상함수를 만들게 되며 결과적으로 근사 해를 구하게 된다. 이때 해석의 정확성을 높이기 위하여 형상함수의 차수를 높이고 요소의 개수를 늘리게 되면, 이에 따른 수치 계산량의 급격한 증가로 인해 수치해석의 효율성은 떨어지게 된다. 이를 보완하기 위해 유한요소법에 영역분할기법을 적용하여 병렬해석을 수행하면 해의 정확성과 효율성을 동시에 높인다. 병렬해석을 수행하는데 있어서 클러스터의 구조적 특성은 해석의 효율성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 모델에 대하여 병렬해석의 수행을 통하여 클러스터의 구조적 특성이 병렬해석의 효율성에 미치는 영향에 대해 확인한다.

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무한공간 전자장 해석을 위한 유한 및 경계요소합성법

  • 신판석
    • 전기의세계
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    • v.39 no.3
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    • pp.47-54
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    • 1990
  • 유한요소법과 경계요소법의 합성으로 전자계 해석을 하는 기법은 각 방법의 장점을 수용하여 경계가 없는 무한영역의 전자장을 분석하는 기법으로서 어떤 복잡하고 어려운 기하학적 구조의 문제도, 비선형이나 비균질성 재질의 문제도 쉽게 formulation이 가능하여 용이하게 해석할 수 있지만 전체 System matrix방정식이 비대칭이며 부분적인 full matrix를 형성하여 계산시간이 길어 진다는 단점도 있다. 적용예에서 보여 준 것과 같이 합성요소법은 그 해가 실제에 근사한 값을 가질수 있다고 생각되며, 계산시간을 단축시키기 위하여 직접법이나 반복법을 사용한 새로운 해법들이 도입되고 있다. 최근에는 system전체 node의 순서를 고려한 NDRA(Nested Dissection Reordering Algorithm)이 도입되고 있고, System matrix자체를 유한 요소법의 형태로 유지시키며 풀수 있는 방법으로 알려진 Absorbin 경계조건을 사용하여 전자파에 대한 해석을 하고 있다. 유한 및 경계요소 합성법은 초고압 옥외용 전력기기의 전자장 해석과 설계, 레이다나 안테나 등의 전자파 해석문제, 초전도 응용, 전력기기의 전자장해석과 설계, 우주공간에서의 전력전송문제 등을 쉽게 model화하여 적용할 수 있을 것이다.

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Stress Distribution of a Crane Hook by Photoelasticty Using 4-step Phase Shifting Method and finite Element Method (광탄성 4단계 위상 이동법과 유한요소법에 의한 크레인 훅의 응력분포 비교)

  • Baek, Tae-Hyun;Kim, Whan;Lee, Chun-Tae
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.24 no.1
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    • pp.38-44
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    • 2004
  • An experimental study for a crane hook was performed to investigate the stress distribution along a certain line where the maximum and minimum stresses to be developed. On this line, the isoclinic fringe and/or principal stress direction is constant. The crane hook was modeled into a 2-dimensional plate made of urethane rubber called 'Photoflex' The Photoflex is very sensitive to a load and has low photoelastic fringe constant. The Tardy compensation method with the fringe sharpening process and the 4-step phase shifting method, was used for the photoelastic technique. Experimental results by photoelasticity were compared with the calculated stresses from the simple curved beam theory and tile finite element analysis. Ail the results were close to each other.

A Development of the Coupled Model by Rigid and Solid Bodies for Discontinuous Structures (불연속체 구조물의 해석을 위한 강체-고체 복합모델의 개발)

  • 김승덕;정하선
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.169-176
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    • 1998
  • 불연속적 거동이 탁월한 벽식 프리캐스트 구조물을 해석하기 위한 방법으로 유한요소법과 강체요소법 등이 있으나, 이들 해석법은 접합부의 거동을 정확히 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 패널은 강체적 거동을 하고, 판널과 판널 사이의 접합부는 고체적 거동을 가정하는 강체-고체 복합모델(Coupled Model by Rigid and Solid bodies)에 의한 해석법을 제안하며, 간단한 모델의 예를 통해 검증하였다.

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Development of 1-3 Piezocomposite Ultrasonic Transducers by means of the Finite Element Method (유한요소 해석법을 이용한 1-3형 압전복합체 초음파 트랜스듀서의 개발)

  • 이수성;김동현;한진호;노용래
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.23 no.4
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    • pp.274-281
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    • 2004
  • In this study. a 1-3 piezo-composite single element ultrasonic transducer was designed with a commercial finite element analysis (FEA) code. PZf1ex and developed based on this design. Design with FEA could be performed overcoming many constraints of the typical theoretical method, and also was very practical. Validity of the design with the FEA was illustrated through experimental characterization of fabricated 1-3 piezo-composites and ultrasonic transducers, Through comparison with the result of the theoretical method. we confirmed the superiority of the design method using FEA.

Vibration Analysis for Infinite Length Waveguide Structures Connected with Finite Length Structures Using Impedance Coupling (유한 길이 구조물과 무한 길이 도파관 구조물의 임피던스 연성을 이용한 진동 해석)

  • Ryue, Jungsoo;Lee, Jaehong;Hong, Chinsuk;Shin, Ku-Kyun
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.34 no.5
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    • pp.360-370
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    • 2015
  • In case that an infinite length waveguide structure is connected with a finite length structure, it is required to combine a wave approach for the waveguide structure and a modal approach for the finite length structure to investigate the dynamic response of the connected target structure. In this study, the wavenumber finite element (WFE) analysis is adopted for the infinite length waveguide substructure and a finite element (FE) method is applied for the finite length substructure and then their results are coupled in terms of the impedance or mobility at the connected points between the substructures. As a structural model, an infinite length cylindrical shell with a rectangular plate inside is regarded. These two substructures are connected at the four corner points of the plate, rigidly or resiliently. From this investigation, it was confirmed that the wave approach (WFE method) and modal approach (FE method) can be combined by the impedance coupling.