• Title/Summary/Keyword: 유한요소법

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Review and Analysis of Boundary Conditions for SPH Particles (SPH 입자의 경계조건 분석 및 해석)

  • Lee, Min-A;Tak, Moon-Ho;Park, Tae-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.756-759
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    • 2011
  • 일반적으로 컴퓨터를 이용한 수치 해석에는 격자 수치 해석 방법인 유한요소법 또는 유한차분법이 주로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법들은 해석하고자 하는 영역을 요소나 격자 등으로 분할해야 하기 때문에 복잡한 현상들을 다루는 데 어려움을 갖게 된다. 이를 극복하기 위해 개발된 방법이 무요소법(Meshfree Method)이며 본 논문에서는 다양한 무요소법들 중 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)가 고려되어진다. SPH는 라그랑지안 수치 근사 기법을 사용하는 입자법(Particle Method)으로 SPH를 정확하게 실행하기 위해서는 적절한 경계 처리법이 요구된다. 그러나 기존의 경계 처리법은 유체 입자의 침투현상 및 커널(Kernel) 끊김 현상이 발생하기 때문에 적합하지 않다. 따라서 지금까지 SPH의 경계 처리법을 향상시키기 위해 다양한 접근법들이 제안되었으며 본 논문에서는 이러한 접근법들 중 정반사(Specular Reflection), 재회복(Bounce-back), 재도입(Reintroduce) 방법 및 경계 반발력(Repulsive Force)과 가상 입자(Ghost Particle)의 적용이 분석되고 현상 접목을 통해 적절한 경계 처리법이 제안되어진다.

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전자장 해석에의 경계요소법 응용

  • 고창섭;정현교
    • 전기의세계
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    • v.39 no.3
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    • pp.32-38
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    • 1990
  • 1960년대 후반 유한요소법인 전자장 수치해석에 응용되기 시작한 후 전기기기 특성해석, 성능예측 및 설계에 많은 도움을 주었다. 그동안 실제 모델에 응용된것은 거의가 2차원 문제에 국한되었다. 그러나, 최근 들어서는 각종 전기기기가 경량화, 소형화, 고효율화 됨에 따라 점차로 3차원 전자장 수치해석에 대한 요구가 급증하고 잇다. 앞서 언급한 바와 같이 유한요소법은 영역법의 일종으로 영역을 적절히 요소분할 하는데 어려움이 있다. 따라서 근래에 영역법의 문제점을 보완하기 위하여, 또한 영역법으 대용으로 경계법에 대한 연구가 점차로 증대되고 있다. 경계요소법은 주어진 지배방정식에 대한 Green 함수를 반드시 알아야만 하는 단점을 갖고 있으나 근래에 들어서는 광범위한 분야에 걸쳐 Grem함수가 이미 발전되어 있기 때문에 실제 응용에는 별 문제가 없으리라 생각된다.

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The Study of Finite Element Method for Analyses of Travelling Magnetic Field Problem (운동자계 문제의 해석을 위한 유한요소법에 관한 연구)

  • Chang Ho-Sung
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.19 no.4
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    • pp.108-116
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    • 2005
  • This paper presents finite element analyses solution in the travelling magnetic field problem. The travelling magnetic field problem is subject to convective-diffusion equation. Therefore, the solution derived from Galerkin-FEM with linear interpolation function may oscillate between the adjacent nodes. A simple model with Dirichlet, Neumann and Periodic boundary condition respectively, have been analyzed to investigate stabilities of solutions. It is concluded that the solution of Galerkin-FEM may oscillate according to boundary condition and element type, but that of Upwind-FFM is stable regardless boundary condition.

A Study of Design of Outer Rotor Type BLDC Motor for Service Robot Arm (유한요소법을 이용한 서비스 로봇관절용 외전형 BLDC 모터설계에 관한 연구)

  • Kim, Young Kyoun
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.25 no.6
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    • pp.198-202
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    • 2015
  • This s paper presents characteristics Analysis of Outer Rotor type BLDC Motor. To reduce the cogging torque and to make the high back EMF constant of the motor, Not only magnetization directions of a permanent magnet are investigated, but also a tooth chamfer of a stator is optimized. The design and analysis results are verified with experimental results.

Analysis of Bragg Reflection with Two-Dimensional Finite Element Method (2차원 유한요소법을 이용한 파랑의 Bragg반사 해석)

  • Cho, Yong-Sik;Jeong, Woo-Chng
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.35 no.6
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    • pp.677-684
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    • 2002
  • In this study, a finite element model is employed to simulate the diffraction of waves caused by a change of water depths. The model is firstly applied to the estimation of reflection coefficients of monochromatic waves over a sinusoidally varying topography. Predicted coefficients are compared with those of the eigenfunction expansion method and laboratory measurements. A good agreement is observed. The model is then used to investigate effects of heights of bottom topography and number of ripples on variation of reflection coefficients of monocromatic water waves.

Vibration of Pipes Coupled with Internal and External Fluids (내부 및 외부 유체와 연성된 파이프의 진동 해석)

  • Ryue, Jung-Soo
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.31 no.3
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    • pp.142-150
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    • 2012
  • The waveguide finite element (WFE) method is a useful numerical technique to investigate wave propagation along waveguide structures which have uniform cross-sections along the length direction ('x' direction). In the present paper, the vibration and radiated noise of the submerged pipe with fluid is investigated numerically by coupling waveguide finite elements and wavenumber boundary elements. The pipe and internal fluid are modelled with waveguide finite elements and the external fluid with wavenumber boundary elements which are fully coupled. In order to examine this model, the point mobility, dispersion curves and radiated power are calculated and compared for several different coupling conditions between the pipe and internal/external fluids.

A Simplified Finite Element Method for the Ultimate Strengh Analysis of Plates with Initial Imperfections (초기결함을 가진 판의 최종강도해석을 위한 간이 유한요소법)

  • Jeom-K.,Paik;Chang-Y.,Kim
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.26 no.1
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    • pp.24-38
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    • 1989
  • In this study, an attempt for formulating a new and simplified rectangular finite element having only four corner nodal points is made to analyze the elastic-plastic large deformation behaviour up to the ultimate limit state of plates with initial imperfections. The present finite element contains the geometric nonlinearity caused by both in-plane and out-of-plane large deformation because for very thin plates the influence of the former may not be negligible. Treatment of expanded plastic zone in the plate thickness direction of the element is simplified based upon the concept of plastic node method so that the elastic-plastic stiffness matrix of the element is derived by the simple matrix operation without performing complicated numerical integration. Thus, a considerable saving of the computational efforts is expected. A computer program is also completed based on the present formulation and numerical calculation for some examples is performed so as to verify the accuracy and validity of the program.

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Shape Optimal Design by P-version of Finite Element Method (p-Version 유한요소법에 의한 형상 최적화설계)

  • Kim, Haeng Joon;Woo, Kwang Sung
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.4
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    • pp.729-740
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    • 1994
  • In the shape optimal design based on h-version of FEM, the ideal mesh for the initial geometry most probably will not be suitable for the final analysis. Thus, it is necessary to remesh the geometry of the model at each stage of optimization. However, the p-version of FEM appears to be a very attractive alternative for use in shape optimization. The main advantages are as follows; firstly, the elements are not sensitive to distortion for interpolation polynomials of order $p{\geq}3$; secondly, even singular problems can be solved more efficiently with p-version than with the h-version by proper mesh design; thirdly, the initial mesh design are identical. The 2-D p-version model for shape optimization is presented on the basis of Bezier's curve fitting, gradient projection method, and integrals of Legendre polynomials. The numerical results are performed by p-version software RASNA.

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A Combined Finite Element -Boundary Element Method of Underground Displacements Analysis (유한요소와 경계요소를 결합한 지하공동의 변위해석)

  • 황창규;박성재
    • Geotechnical Engineering
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    • v.6 no.1
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    • pp.25-34
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    • 1990
  • The finite element and boundary element methods of underground analysis are both well established numerical techniques for determination of stress and displacement distributions at underground excavation. The finite element method presents antithetical advantages and limitations. Complex constitutive behaviour may be modelled, at the expense of numerical efficiency and, for infinite domain, inadequate representation of remote bounadry conditions. The inherent advantages of the boundary element method are the ease with which infinite domain problems may be analysed, and the efficiency of analysis typically associated with a boundary value solution procedure. Application of the method is limited by the requirements linear constitutive behaviour for the medium. A combined of the finite element and boundary element methods of underground analysis is shown to preserve the advantages of each procedure, and, eliminates their individual disadvantages. Procedures employed in this papers described combined FEBEM algorithm. Solutions of underground excavation verifying the performance of combined FEBEM code are compared with theoretical solution, boundary element solution and finite element solution.

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소성가공 공정의 컴퓨터 응용설계를 위한 제반 과제

  • 김권희
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.3
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    • pp.294-305
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    • 1989
  • 소성가공 공정설계의 컴퓨터를 이용한 최적설계를 위하여 선결되어야 기술적 과제를 (i) 구성방 정식, (ii) 윤활 및 마찰조건, 그리고 (iii) 적응적 유한요소망 재구성법 등 3가지 분야로 대별하여 논의하였다. 적절히 선택된 마찰/구속조건 등 경계조건 (boundary condition) 과 적절한 유한 요소망의 구성을 통하여 최종제품의 형상을 만들어내기 위한 금형의 형상 등을 유한요소법으로 해석하여 공정설계상의 시행착오의 범위와 횟수를 줄일 수 있다(7,8). 또 하나의 예로서 자동 차의 자체 등 비교적 대형의 판재가공에서 펀치에 의한 본격적인 가공행정이 이루어지기 전에 판재 자체가 중력에 의하여 처지게 되는데 이러한 중력에 의한 피가공재의 초기 처짐은 최종제 품의 형상에 직접적인 영향을 주게 된다. 이 경우 기존의 유한요소 해석 기법을 사용하여 초 기처짐을 제어하기 위한 판재의 가공전 고정용 금형(binder wrap)의 최적설계를 훌륭히 수행할 수 있다. 이같이 현재의 유한요소 해석법은 많은 기술적 과제를 지니고 있으나 동시에 소성가 공의 컴퓨터 응용설계를 실현하기 위한 궁극적 도구로서 매우 큰 활용 잠재력을 지니고 있다.

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