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다면체 유한요소를 이용한 복합재 구조의 주기 격자망 생성
손동우,박종연,조영삼,임재혁,이행수,Sohn, Dongwoo,Park, Jong Youn,Cho, Young-Sam,Lim, Jae Hyuk,Lee, Haengsoo 한국전산구조공학회 2014 한국전산구조공학회논문집 Vol.27 No.4
강화재의 복잡한 배열로 인하여 복합재 구조에 대한 유한요소 모델링은 상당히 까다로운 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 복합재 구조에 대하여 효율적으로 주기 격자망을 생성시킬 수 있는 기법을 제안한다. 먼저 육면체 유한요소로 구성된 규칙적인 격자망을 준비하고, 이를 복합재 내의 강화재에 대한 표면 정보에 맞추어 깎아낸다. 강화재와 기지재 사이에서 깎여진 육면체 유한요소는 임의의 절점과 면을 가질 수 있는 다면체 유한요소에 해당한다. 일관된 알고리즘을 이용하여 육면체 유한요소를 깎아내기 때문에 강화재와 기지재 사이의 요소는 자동적으로 적합한 형태로 구성된다. 또한 대표체적영역 내에서 강화재의 주기성을 추가적으로 고려하면, 대표체적영역에 대한 각각의 주기 경계 쌍에서 절점과 요소의 형태가 모두 일치하는 주기 격자망을 효율적으로 생성시킬 수 있다. 그러므로 별도의 처리 없이 대표체적영역에 주기 경계조건을 부여할 수 있다. 수치예제에서는 본 논문에서 제안한 기법의 효용성을 검증한다. Finite element modeling of composite structures may be cumbersome due to complex distributions of reinforcements. In this paper, an efficient scheme is proposed that can generate periodic meshes for the composite structures. Regular meshes with hexahedral finite elements are first prepared, and the elements are then trimmed to fit external surfaces of reinforcements in the composite structures. The trimmed hexahedral finite elements located at interfaces between the matrix and the reinforcements correspond to polyhedral finite elements, which allow an arbitrary number of nodes and faces in the elements. Because the trimming process is consistently conducted by means of consistent algorithms, the elements of the reinforcements are automatically compatible with those of the matrices. With the additional consideration of periodicity of reinforcements in a representative volume element(RVE), the proposed scheme provides periodic meshes in an efficient manner, which are compatible for each pair of periodic boundaries of the RVE. Therefore, periodic boundary conditions for the RVE are enforced straightforwardly. Numerical examples demonstrate the effectiveness of the proposed scheme for finite element modeling of complex composite structures.
불일치 계면을 수반하는 최적화 문제에서 다면체 유한요소를 이용한 효율적인 격자망 업데이트 기법
손동우(Dongwoo Sohn),윤길호(Gil Ho Yoon) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12
In optimization process to determine optimal placement of components whose shapes are already given and independently modeled, continuous mesh reconstruction for the updated configurations is required. However, this mesh update involves the nonmatching interface problem and thus may make the optimization process inefficient. In this study, using polyhedral elements, we propose an efficient scheme for solving three-dimensional optimization problems that require remeshing. Because the polyhedral elements accommodate arbitrary numbers of nodes and faces, they can be utilized to connect the nonmatching meshes during the optimization process. The effectiveness of the proposed scheme is demonstrated through several numerical examples.
손동우(Dongwoo Sohn),윤영현(Younghyun Yoon),김상경(Sangkyung Kim),최원근(Wonkuen Choi),안순신(Sunshin An) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2Ⅲ
이동 통신 텔래트래픽 모델은 Traffic Source 모델과 Network Traffic 모델이라는 2개의 하부ㅗ델로 구성된다. 본 논문에서는 기지국이 설치되어 있는 지역특성을 고려한 Network Traffic 모델을 제시한다. 기존의 Network Traffic 모델에서는 이동 통신 환경을 시뮬레이션하기 위해 동일한 환경에 설치되어 있는 몇 개의 기지국을 가정하여 제시되고 있기 때문에, 기지국이 설치되어 있는 지역적 특성에 따라 다른 사용자 호 특성 및 설치 지역 특성이 전혀 반영되지 않고 있다. 도시를 상업, 주거, 준공업, 그리고 녹지지역으로 되어 있는 도시계획 용도지역과 이외에 특이한 호 발생 패턴이 예측되는 역과 터널 주변이라는 6개의 지역으로 구분하고, 여기에 설치되어 있는 기지국으로부터 실제 데이터를 수집하였다. 이 자료를 이용하여 기지국이 설치되어 있는 지역에 따라 이동 통신 기지국의 요일별 통화량 분포를 분석하였으며, 이를 시뮬레이터에 적용하기 위한 평균값 및 분포값을 제시하였다. 이 파라메터들은 이동 통신 시스템의 성능 및 신뢰성을 측정하기 위한 매우 중요한 값들이다.
독립적으로 모델링된 삼차원 부분구조물의 연결을 위한 임의 형상 유한요소
손동우(Dongwoo Sohn) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12
Nonmatching interfaces between independently modeled substructures may commonly occur in three-dimensional analyses with conventional elements. However it is difficult to connect the nonmatching meshes because their interfaces are complicatedly composed of various types of polygons. In this study, we proposed a simple and efficient scheme for dealing with three-dimensional nonmatching interfaces by using arbitrarily shaped finite elements, i.e. polyhedral elements that have an arbitrary number of polygonal faces. Only the elements on the nonmatching interfaces are converted into the polyhedral elements to accommodate the polygon-shaped interfaces. That is, the polyhedral elements are used as the transition elements to construct compatible meshes. The strain smoothing technique in cellbased smoothed finite element method is applied to further improve the efficiency and accuracy of the finite element analysis. The effectiveness of the proposed scheme is demonstrated through numerical examples.
다각뿔 요소와 마칭큐브 알고리즘을 이용한 격자망 생성 기법
손동우(Dongwoo Sohn),한지훈(Jihoon Han),조영삼(Young-Sam Cho),임세영(Seyoung Im) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.10
Novel types of finite elements, termed poly-pyramid elements, are developed by moving least square approximation. The poly-pyramid elements are composed of one polygonal face and several triangular faces, and they have basic properties of finite elements such as the partition of unity, the linear completeness, and the Kronecker delta condition. Furthermore, those elements are applied for mesh generation in combination with marching cube algorithm. After preparing a structured mesh with hexahedral elements, the surface information of a given geometry is soaked into the structured mesh. Subsequently, only the hexahedral elements located around the surface are trimmed according to the marching cube algorithm. The trimmed elements are reconstructed by decomposing themselves into the several poly-pyramid elements. The effectiveness of the proposed meshing scheme is demonstrated throughout numerical examples.