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      • KCI등재

        축소 모델의 동적 거동 해석을 위한 등기하해석법 적용에 대한 연구

        김민근,김수민,이한민,이근호 한국전산구조공학회 2018 한국전산구조공학회논문집 Vol.31 No.5

        등기하 해석법을 이용한 고유치 해석은 유한요소를 이용한 결과보다 고차 모드에서 더 정확한 결과를 주는 것으로 알려져 있다. 이는 유한요소법이 차수에 상관없이 요소 간에 C0연속성을 보이는 것과 다르게 등기하 해석법은 p차 요소에 대해서 Cp-1의 연속성을 보장하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 장점을 이용하여 등기하 해석법을 이용하여 모드 기반의 축소 모델을 구성하고 동적 거동 해석을 수행하였다. 축소 모델 구성을 위해 Craig-Bampton(CB) 기법을 적용하였다. 수치 예제를 통해 간단한 봉 요소에 대해 등기하 해석법과 유한요소 해석법을 적용하여 요소의 차수에 따른 고유치 해석 결과를 비교 분석하였다. 등기하 해석법에 중첩 노트를 허용하여 요소 간 연속성을 조절하고, 요소 간 연속성이 줄어듦에 따라 고차 모드에서의 수치 오차가 커짐을 확인하였다. 동적 거동 해석을 위한 축소 모델에 높은 차수의 외력이 주어지는 경우 요소간 연속 성이 높은 등기하해석법을 사용하면, 해의 정확도를 높일 수 있다. Using isogeometric analysis(IGA) gives more accurate results for higher order mode in eigenvalue problem than using the finite element method(FEM). This is because the FEM has C0 continuity between elements, whereas IGA guarantee CP-1 between elements for p-th order basis functions. In this paper, a mode based reduced model is constructed by using IGA and dynamic behavior analysis is performed using this advantage. Craig-Bampton(CB) method is applied to construct the reduced model. Several numerical examples were performed to compare the eigenvalue analysis results for various order of element basis function by applying the IGA and FEM to simple rod analysis. We have confirmed that numerical error increases in the higher order mode as the continuity between elements decreases in the IGA by allowing internal knots multiplicity. The accuracy of the solution can be improved by using the IGA with high inter-element continuity when high-frequency external force acts on the reduced model for dynamic behavior analysis.

      • KCI등재

        등기하해석법을 적용한 평면구조물의 위상최적화

        박경임(Park, Gyeong-Im),이상진(Lee, Sang-Jin) 대한건축학회 2016 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.32 No.2

        In this paper, the isogeometric topology optimization (TO) technique is presented for plane structures. Isogeometric concept uses the same NURBS basis functions for both the computer-aided geometric design (CAGD) representation and the field functions. Therefore, the exact geometric models are naturally used in TO process. In addition, the NURBS basis functions are consistently used as the material distribution functions. Since the point-wise design variables are adopted, the proposed TO technique is completely free from checker boarding phenomenon without additional constraints or a filtering technique. The validity and applicability of the presented TO technique are demonstrated by solving TO problems for plane structures and we also investigate the effect of isogeometric analysis parameters to the optimum topology.

      • KCI우수등재

        등기하해석법을 이용한 자유진동 평면구조물의 위상최적화

        이상진(Lee, Sang-Jin),배정은(Bae, Jungeun) 대한건축학회 2018 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.34 No.6

        Isogeometric concept is introduced to find out the optimum layout of plane structure under free vibration. Eigenvalue problem is formulated and numerically solved in order to obtain natural frequencies and mode shapes of plane structures. For the exact geometric expression of the structure, the Non-Uniform Rational B-spline Surface (NURBS) basis functions is employed and it is also used to define the material density functions. A node-wise design variables is adopted to deal with the updating of material density in topology optimization (TO). The definition of modal strain energy is employed to achieve the maximization of fundamental frequency through its minimization. The verification of the proposed TO technique is performed by a series of benchmark test for plane structures.

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