주조공정에서의 효율적인 열응력 해석을 위한 이종해석기법의 연계

곽시영(Si Young Kwak),임채호(Chae Ho Lim) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.8

본 논문에서 유한차분법(FDM)과 유한요소법(FEM)을 연계하여 주조공정 해석을 수행하는 이종해석기법을 제안하였다. 수치해석기법으로는 FDM, FEM, BEM 등 다양한 기법이 있으며, 대부분의 공학문제는 각각의 현상에 적합한 수치해석기법을 사용하여 해석을 수행하고 있다. 일반적으로, FDM 또는 FVM 은 유동 및 열전달 해석에, FEM 은 열응력 해석에 많이 적용되고 있지만 복합적인 공학 문제를 해결하기 위해서 각각 수치해석기법을 연동한 해석의 필요성이 점점 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 3 차원 공간에서 FDM 을 사용하여 응고 및 열 전달 해석을 수행하고, 계산된 온도 데이터를 FEM 해석장에 적합하게 변환하여 열응력 해석을 수행하는 FDM/FEM연계해석 방법을 제시하였다. 그리고 제시한 해석방법을 주조 공정 해석에 적용한 결과, 요소생성 등의 해석작업과 해석속도 면에서 효율적으로 해석을 수행할 수 있었다. This paper proposes a method that involves a combination of FDM and FEM for analyzing casting process. At present, many numerical analysis methods such as FDM, FEM, and BEM are used for solving engineering problems. For a given problem, a specific method that is suited to the problem is adopted; in general, FDM or FVM is favored for problems related to fluid flow or heat transfer, and FEM is adopted in stress analysis. However, there is an increasing need for using a combined method for complex and coupled phenomena analysis. Hence, we proposed a method in which FDM and FEM are coupled in three-dimensional space, and we applied this method to analyze casting process. In the proposed method, solidification and heat transfer was analyzed by using FDM. The field data such as temperature distribution were converted into a format suitable for FEM analysis that was used for calculating thermal stress distribution. Using the proposed method, we efficiently analyzed the analysis process from the viewpoints of work and time.

FEM과 BEM의 결합해석을 통한 공동주택 슬래브의 구조음장 특성에 관한 연구

한경민,유진선,박성수 대한건축학회지회연합회 2006 대한건축학회연합논문집 Vol.8 No.1

에너지흐름해석법을 이용한 중고주파수 대역 자동차 도어 진동예측

박영호(Park, Young-Ho),홍석윤(Hong, Suk-Yoon),길현권(Kil, Hyun-Gwon) 한국소음진동공학회 2010 한국소음진동공학회 논문집 Vol.20 No.11

In this paper, the energy flow analysis(EFA) of the body-in-white door of a real automotive was performed using the energy flow finite element method(EFFEM) to effectively predict the vibrational responses of built-up structures in the medium to high frequency range. To increase the validity of EFA results, the structural hysteresis damping loss factor was measured by the experiment using the concept of statistical energy analysis(SEA). As the excitation frequency increases, the predicted results simulated with EFFEM generally agree with the experimental results.

Combining CFD/FEM/BEM/SEA to Predict Interior Vehicle Wind Noise

D. Blanchet,A. Golota 한국소음진동공학회 2014 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.10

Recent developments in the prediction of the contribution of windnoise to the interior SPL have opened a realm of new possibilities in terms of i) how the convective and acoustic sources terms can be identified, ii) how the interaction between the source terms and the side glass can be described and finally iii) how the transfer path from the sources to the interior of the vehicle can be modelled. This work discusses in details these three aspects of wind noise simulation and recommends appropriate methods to deliver required results at the right time based on i) simulation and experimental data availability, ii) design stage at which a decision must be made and iii) time available to deliver these results. Several simulation methods are used to represent the physical phenomena involved such as CFD, FEM, BEM, FE/SEA Coupled and SEA. Furthermore, a 1D and 2D wavenumber transformation is used to extract key parameters such as the convective and the acoustic component of the turbulent flow from CFD and/or experimental data whenever available. This work focuses on the validation of the wind noise source characterization method and the vibroacoustic models on which the wind noise sources are applied.

연약지반에서 보강옹벽의 안정성을 위한 적정 치환영역의 사례 연구

송용선,이병식 한국구조물진단유지관리공학회 2007 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.11 No.6

연약지반에 시공되는 보강토옹벽과 개비온옹벽에 대해서 옹벽의 안정성을 확보하기 위해 필요한 적정 치환영역을 유한요소해석을 통해 검토하였다. 해석은 연약토층의 압밀단계를 포함하여 시공순서를 모사하는 단계별 해석방법으로 수행되었다. 적정 치환영역의 제안을 위한 첫 단계로 치환깊이를 변화시킨 경우들에 대해서 시공단계에 따른 벽체 및 주변 지반의 거동을 조사하는 일련의 해석을 수행하였다. 이들 해석결과를 문헌연구를 통하여 설정한 옹벽의 안정성을 보장할 수 있는 벽체변위, 지반의 침하량 및 전단변형율 등의 한계값과 비교, 평가하였다. 그 결과, 본 연구에서 검토한 지반조건에서 벽체의 높이가 변하는 경우에 대한 적정 치환영역을 벽체의 높이에 대한 치환깊이의 비로 나타내는 시공표준도를 제안하였다 For the cases of constructing reinforced earth and gabion walls on the soft ground, an appropriate replacement area of soft ground required to maintain the stability of walls was investigated by FEM analyses. Incremental analyses were performed in FEM, in which construction sequences including consolidation of soft soil layer were simulated. As a first step to suggest the appropriate replacement area, a series of analyses for cases varying the replacement depth were conducted to examine the behaviors of wall and adjacent ground according to the construction sequence. The analysis results were, then, evaluated with the proper limiting values of displacements of wall, settlements and shear strains of ground to guarantee the stability of walls, which were specified based on the literature review. Consequently, the typical construction drawings could be suggested, in which appropriate replacement areas for varying wall heights for the ground condition investigated in this study were represented in terms of the ratio of replacement depth to the height of wall.

홀-보조 광-결정 도파관에 형성된 고유-특성

김영민(Yeong Min Kim),오세정(Se Jung Oh) 인문사회과학기술융합학회 2018 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.8 No.11

홀-보조 원통형 광결정 도파관이 나타내는 고유-특성을 유한요소해석을 통하여 연구하였다. 도파관은 계단형 굴절률 분포를 이루는 계면에 공기가 충만한 홀을 삽입한 구조이다. 유한요소해석 기법으로 지배 방정식인 벡터 헬름홀츠 방정식을 재해석할 때 단순 삼각형 구조의 변과 절점들이 고유특성을 기술하는 매개변수들이다. 그 결과 구한 고유 방정식은 고차원 행렬로써 표현되는데 이를 풀기 위하여 크리로프-처 순환법이 적용되었다. 순환법의 결과는 도파관의 특성을 기술하는 해이며 두드러진 소수 몇 개로 이루어져 있다. 본 연구는 도파관의 특성에 대한 이해를 도모하기 위하여 고유 모드들을 그림으로 묘사하였다. 이들은 도파관 횡 단면에 형성된 전기장과 이것에 대응하는 입체적인 종 방향의 전기장들이다. 그리고 전기장의 공간 분포를 더욱 선명하게 이해하기 위하여 종 방향의 전기장들을 2차원 도파관 평면에 투영하여 표현하였다. 그 결과 홀-보조 광-결정 도파관에 형성된 고유-모드들의 물리적 특성을 정성적으로 그리고 시각적으로 쉽게 이해할 수 있었다. FEM(Finite Element Method) is carried out to investigate the eigen-properties of cylindrical HAPCF(Hole-Assisted Photonic Crystal Fiber). HAPCF is made of a conventional structure with air holes which are arranged symmetrically with respect to the core in the core-cladding interface. The eigen-mode consistent with the boundary condition of HAPCF is calculated numerically by applying FEM to the vector Helmholtz equation. In this process, the high order matrix equation is resulted and the Krylov-Schur iteration method is applied to obtain the eigen-mode. As a result, the several eigen-modes which reveal the prominent physical properties of HAPCF are obtained and by them the characteristics of the eigen-properties can be understood. In order to promote the physical understanding of the eigen-modes, the spacial distribution of transverse electric field, their corresponding magnitude of the longitudinal electric field and 2 dimensional projection of them are represented by pictorially.

자동차 엔진 커버의 피로 해석

김범근(Beomkeun Kim),김홍섭(Heungseob Kim),김용수(Yongsu Kim),조규철(Gyuchul Cho),정재관(Jaekwan Jeong) 한국자동차공학회 2007 한국자동차공학회 지부 학술대회 논문집 Vol.- No.-

Structural failure by fatigue of automotive engine cover is discussed. Fatigue properties of mineral/glass reinforced polypropylene compounds, as an alternative material for engine cover, were measured by experiments. The use of polypropylene compounds offers weight as well as cost reduction. Finite element analysis (FEA) has been performed to investigate the fatigue behavior of the engine cover. Assembly load due to the tightening of the bolts as well as the vibration load was considered to describe the actual loading conditions in durability test. Natural frequency of the system was extracted considering the damping effect of the structure. Dynamic time history of engine cover under vibration load was calculated based on the extracted natural frequency of the system and stress distributions at each load condition were predicted. Experimental modal analysis (EMA) was performed to identify the modal parameters and measurements of strains were performed to verify the results of the analysis. Based on the S-N curve data for engine cover material, distribution of safety factor was predicted by using the FEanalysis results. The calculated results were verified by experimental durability tests. Analysis results showed that contribution of the assembly load is not negligible to predict the fatigue failure of the engine cove

고유변형도를 경계조건으로 갖는 대형 각(殼) 구조물 열변형 해석법 개발

하윤석(Yunsok Ha) 대한조선학회 2008 大韓造船學會 論文集 Vol.45 No.1

대용량 전력 전송을 위한 초전도 전력케이블의 교류손실 특성 분석

이석주 한국산업정보학회 2019 한국산업정보학회논문지 Vol.24 No.2

점차적으로 늘어나는 전력 수요의 공급을 원활히 하기 위해서 발전 설비 뿐만 아니라 전력을 전송하기 위한 전력케이블의 증설도 반드시 필요하다. 하지만 대부분의 도심지에 전력을 공 급하기 위한 전력케이블의 증설은 추가적인 케이블의 설치공사를 위한 공간을 필요로 하고 현재 국 내 도심지에 케이블 설치를 위한 공간이 부족한 실정이다. 이에 동일한 사이즈로 더 많은 전력을 전송할 수 있는 초전도 전력 케이블은 부족한 케이블의 설치공간을 극복할 수 있는 대안으로 등장 하였다. 하지만 대용량의 전력 전송의 이점을 가지고 있는 초전도 전력케이블은 교류 시스템에서의 일부 손실을 가지고 있다. 따라서 교류 전력 전송 시스템에서 초전도 전력 케이블을 도입하기 위해 서는 교류손실의 설계 및 분석이 반드시 필요하다. 이에 본 논문에서는 다양한 초전도 전력케이블 의 교류 손실 분석을 통하여 실제 초전도 전력 케이블의 제조 및 실계통 적용에 고려하고자 한다. 단일 초전도 선재에 대한 교류 손실의 이론적인 계산 방법은 존재하지만 많은 수로 구성된 초전도 전력 케이블의 교류손실 계산은 쉽지가 않다. 저자는 초전도의 E-J (Electric field-current density) 특성이 고려된 전자기적 유한요소해석법을 이용하여 다양한 종류의 초전도 전력케이블 교류 손실을 분석하고자 한다. 또한 본 초전도 전력케이블의 교류손실 특성 분석은 실계통에 적용될 초전도 전 력케이블의 설계 및 개발에 중요한 요소로 작용될 것이다. [1-4].

Mineral/glass reinforced polypropylene compound 재질 엔진 커버의 피로거동 특성

김범근(Beomkeun Kim),김흥섭(Heungseob Kim),김용수(Yongsu Kim),조규철(Gyuchul Cho),정재관(Jaekwan Jeong) 한국자동차공학회 2007 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

Structural failure by fatigue of automotive engine cover is discussed. Fatigue properties of mineral/glass reinforced polypropylene compounds, as an alternative material for engine cover, were measured by experiments. The use of polypropylene compounds offers weight as well as cost reduction. Finite element analysis (FEA) has been performed to investigate the fatigue behavior of the engine cover. Assembly load due to the tightening of the bolts as well as the vibration load was considered to describe the actual loading conditions in durability test. Natural frequency of the system was extracted considering the damping effect of the structure. Dynamic time history of engine cover under vibration load was calculated based on the extracted natural frequency of the system and stress distributions at each load condition were predicted. Experimental modal analysis (EMA) was performed to identify the modal parameters and measurements of strains were performed to verify the results of the analysis. Based on the S-N curve data for engine cover material, distribution of safety factor was predicted by using the FEanalysis results. The calculated results were verified by experimental durability tests. Analysis results showed that contribution of the assembly load is not negligible to predict the fatigue failure of the engine cove.