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김치경,Kim Chee-Kyeong 한국전산구조공학회 2004 한국전산구조공학회논문집 Vol.17 No.4
본 연구에서는 부분적 강성 변경이 연속적으로 필요한 경우, 전체 구조물을 재해석하지 않고도 관심을 두고 있는 변위와 부재력을 실시간 응답 수준에서 재계산할 수 있는 "적응형 부구조물화를 이용한 부분 재해석 알고리즘"을 제안한다. PRAS 알고리즘의 핵심 개념은, 1) 대상 구조물을 강성변경부분과 강성고정부분으로 구분하고, 2) 강성고정부분을 강성변경부재들이 연결된 잔류자유도만을 갖는 부구조물로 응축한 후, 3) 강성변경부재들과 강성고정부분 부구조물의 결합으로 전체 구조물을 모델랑함으로써, 최종 평형방정식의 잔류자유도수를 줄이는 데에 있다. 이 때 강성고정부분의 부구조물화 과정에서 본 연구에서 제시하는 또 하나의 알고리즘인 "적응형 부구조물화 알고리즘"을 적용하여 일단 초기 해석이 완료된 후에는 잔류자유도 구성이 달라질 때 다시 부구조물화에 소요되는 계산량을 최소화하였다. This paper presents an efficient reanalysis algorithm, named PRAS (Partial Reanalysis algorithm using Adaptable Substructuring), for the partially changed structures. The algorithm recalculates directly any displacement or member force under consideration in real time without a full reanalysis in spite of local changes in member stiffness or connectivity_ The key procedures consists of 1) partitioning the whole structure into the changed part and the unchanged part, 2) condensing the internal degrees of freedom and forming the unchanged part substructure, 3) assembling and solving the new stiffness matrix from the unchanged part substructure and the changed members.
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김영민,김치경,김태진,Kim, Yeong-Min,Kim, Chee-Kyeong,Kim, Tae-Jin 한국전산구조공학회 2007 한국전산구조공학회논문집 Vol.20 No.6
본 연구에서는 새로운 비선형해석 알고리즘인 적응형 Newton-Raphson 반복기법을 제안한다. 제안된 기법은 기존 Newton-Raphson 기법을 근간으로 적응형 부구조물화 기법을 이용하여 강성등가하중을 구하고, 이미 역행렬이 계산되어 있는 초기강성행렬에 강성등가하중을 적용하여 보정변위를 구하는 것으로 요약된다. 제안된 알고리즘의 가장 큰 특징은 하중 구간의 수에 관계없이 구조물 강성행렬에 대한 역행렬 계산을 단 한번만 수행한다는 것이다. 제안된 기법의 효율성은 강성행렬 및 역행렬 계산 후 부재강성행렬이 변경된 부재들이 연결된 자유도 수와 전체 자유도 수의 비율에 직접 관계된다. 이 비율에 따라 제안된 기법을 기존 비선형해석 기법과 보완적으로 사용함으로써 전체 비선형해석 효율을 향상시킬 수 있다. This paper presents a new nonlinear analysis algorithm, that is, adaptive Newton-Raphson iteration method, The presented algorithm is based on the existing Newton-Raphson method, and the concept of it can be summarized as calculating the equivalent load for stiffness(ELS) and adapting this to the initial global stiffness matrix which has already been calculated and saved in initial analysis and finally calculating the correction displacements for the nonlinear analysis, The key characteristics of the proposed algorithm is that it calculates the inverse matrix of the global stiffness matrix only once irresponsive of the number of load steps. The efficiency of the proposed algorithm depends on the ratio of the active Dofs - the Dofs which are directly connected to the members of which the element stiffness are changed - to the total Dofs, and based on this ratio by using the proposed algorithm as a complementary method to the existing algorithm the efficiency of the nonlinear analysis can be improved dramatically.
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