고차(高次) 판(板) 사각형(四角形) 유한요소(有限要素)

신영식,신현묵,김명철,Shin, Young Shik,Shin, Hyun Mook,Kim, Myung Chul 대한토목학회 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.2

A formulation of an isoparametric quadrilateral higher-order plate bending finite element is presented. The 8-noded 28-d.o.f. plate element has been degenerated from the three-dimensional continuum by introducing the plate assumptions and considering higher-order in-plane displacement profile. The element characteristics have been derived by the Galerkin's weighted residual method and computed by using the selective reduced integration technique to avoid shear-locking phenomenon. Several numerical examples are given to demonstrate the accuracy and versatility of the proposed quadrilateral higher-order plate bending element over the other existing plate finite elements in both static and dynamic analyses. 본 연구에서는 8절점 28자유도를 갖는 사각형 고차 판 유한 요소를 면내고차 변위를 고려하여 3차원 연속체로부터 유도하였다. 요소매트릭스들은 판의 운동방정식으로부터 Galerkin 가중잔차법으로 유도하고 감차적분을 수행하여 구하였다. 고차 판 유한요소를 이용하여 판의 처짐해석과 자유진동해석을 수행한 결과 판의 두께와 경게조건에 관계없이 매우 정확한 결과를 나타내었다.

고차(高次) 변위(變位)를 고려(考慮)한 요소(要素)의 해석(解析)

신영식,Shin, Young Shik 대한토목학회 1982 대한토목학회논문집 Vol.2 No.3

본 연구에서는 3절점, 6자유도를 갖는, 종래의 Timoshenko 보 이론에 근거한 깊은 보(Thick beam) 요소(DB6)와 3절점, 7자유도를 갖는 3차 축방향변위를 가정한 고차 보 요소(DB7)의 3차원 연속체로부터의 Degeneration을 보여 주고 있다. DB6 보 요소는 전단변형률의 비살제적인 선형분포를 보완하기 위하여 전단계수(shear coefficient)를 도입하고 있는 반면 고차 DB7 보 요소는 보다 실제적인 전단변형률의 2차분포를 가정하고 있다. 이 들 두 보 요소를 이용하여 계산된 해(解)는 Timoshenko 방정식의 해(解), 얕은 보(Thin beam)의 해(解) 및 다른 여러 보 요소들의 해(解)와 비교된다. 본 연구의 결과는 고차 DB7 보 요소가 보의 정력화적 해석이나 자유진동 해석에 있어서 다른 보 요소들에 비해 월등히 정확함을 보여주고 있다. The degeneration of two classes of thick beam elements has been conducted, one (DB6) based on the conventional Timoshenko beam assumptions whereas the other (DB7) based on the assumed cubic axial displacement profile. While an adjustable shear correction factor is required for the DB 6 element to compensate for the unrealistic distribution of shear strain across the thickness, the DB 7 element assumes the more realistic quadratic profile of shear strain at the outset. With the plane-stress continuum solution as reference, solutions obtained by these two element models are compared with the analytical Timoshenko solution, the analytical thin beam solution and several available solutions of other existing beam elements. The result indicates that the performance of the higher order beam element DB 7 is consistently superior to any others. This is true for the whole range of aspect ratios of beam, in both static and free vibration analyses.

고차 판 유한요소의 기하학적 비선형 해석

신영식,Shin, Young Shik 대한토목학회 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.3

본 연구에서는 고차 판 유한요소의 판의 기하학적 비선형 해석에의 적용성을 고찰한다. 고차판요소는 3 차원 연속체로부터 Total Lagrangian 형태로 나타낸 운동방정식을 이산화하고 고차 판이론을 도입하여 유도한다. 유한변형을 고려한 기하학적 비션형 방정식은 Newton-Raphson반복법으로 내력벡터를 선형화하여 강도매트릭스를 반복계산하여 푼다. 요소매트릭스는 shear locking 현상을 피하기 위하여 Gauss 적분법을 이용한 선택적 감차적분으로 계산한다. 여러가지 예제해석을 통하여 고차 판요소의 효율성과 정확도를 고찰하였다. A higher order plate bending finite element using cubic in-plane displacement profiles is proposed for geometrically nonlinear analysis of thin and thick plates. The higher order plate bending element has been derived from the three dimensional plate-like continuum by discretization of the equations of motion by Galerkin weighted residual method, together with enforcing higher order plate assumptions. Total Lagrangian formulation has been used for geometrically nonlinear analysis of plates and consistent linearization by Newton-Raphson method has been performed to solve the nonlinear equations. The element characteristics have been computed by, selective reduced integration technique using Gauss quadrature to avoid shear locking phenomenon in case of extremely thin plates. Several numerical examples were solved with FEAP macro program to demonstrate versatility and accuracy of the present higher order plate bending element.

Pseudo Lagrangian방법(方法)에 의한 비선형(非線型) 보요소(要素)의 대변형(大變形) 해석(解析)

신영식,Shin, Young Shik 대한토목학회 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.3

본(本) 연구(硏究)에서는 종래(從來)의 일반적(一般的)인 비선형(非線型) 해석(解析) 방법(方法)인 Lagrangian방법(方法)을 개선(改善)한 새로운 Pseudo Lagrangian방법(方法)에 의한 기하학적(幾何學的) 선형(非線型) 보요소(要素)의 정식화(Formulation) 과정을 제시(提示)하고 예제해석(例題解析)을 통한 대변형(大變形) 해석결과(解析結果)를 고찰(考察)하여 Pseudo Lagrangian방법(方法)에 의한 보요소(要素)의 대변형(大變形) 해석(解析)의 타당성(妥當性)과 정확도(正確度)를 검증(檢證)하였다. Pseudo Lagrangian방법(方法)에서는 변형전(變形前) 또는 변형후(變形後)의 상태(狀態)를 기준(基準)로 변형(變形)을 나타내는 Total Lagrangian방법(方法)과는 달리 어떠한 물리적(物理的)인 의미(意味)가 없는 임의(任意)의 Pseudo(가상(假想))변형상태(變形狀態)를 기준(基準)으로 변형(變形)을 나타낸다. 유한요소법(有限要素法)에 의한 비선형(非線形) 해석시(解析時) 일반적(一般的)인 Lagrangian방법(方法)은 각(各) 구조요소(構造要素)에 대한 유한요소(有限要素) Mapping과 변형(變形) Mapping을 따로 수행(遂行)하여야 하는데 비하여 Pseudo Lagrangian방법(方法)에서는 한번의 직접적(直接的) Mapping으로 구조요소(構造要素)의 변형상태(變形狀態)를 나타낸다. 예제분석(例題分析) 결과(結果)는 이 PLF방법(方法)에 의한 비선형(非線型) 정식화가 종래(從來)의 Lagrangian방법(方法)보다 적용성(適用性)이 양호(良好)하며 유도과정(誘導過程)이 간편(簡便)함을 보여주고 있으며 PLF방법(方法)에 의한 보요소(要素)의 비선형(非線型) 해석(解析)이 매우 정확(正確)한 결과(結果)를 나타내고 있음을 입증(立證)하고 A totally, new approach of Lagrangian formulation named 'Pseudo Lagrangian Formulation(PLF)' for large deformation analysis of continue and structures by the finite of element method has been presented, and the efficiency and accuracy of nonlinear analysis beam element formulated by PLF has been discussed by solving several numerical examples. In PLF, the deformation of a body is maeasured by assigning a nonphysical 'Pseudo' configuration as reference. The Lagrangian deformation and the finite element mapping of the traditonal Lagrangian approaches are then carried out directly at the same time, The result of numerical tests shows superior performance of PLF to the traditional Lagrangian methods, Applications of PLF to small and finite deformation problems indicate that PLF not only serves as an alternative but has certain implementational advantages over total or updated Lagrangian formulations.

2차원(次元) 보 유한요소(有限要素) 비선형(非線型) 해석(解析)

신영식,Shin, Young Shik 대한토목학회 1984 대한토목학회논문집 Vol.4 No.3

본(本) 연구(硏究)에서는 2차원(次元) 탄성(彈性) 뼈대 구조물(構造物)의 기하학적(幾何學的) 비선형(非線型) 해석(解析)을 위하여 Total Lagrangian 방법(方法)에 의한 보 유한요소(有限要素)(NB6)의 Formulation을 보여주고 있다. 이 보 요소(要素)는 3 차원(次元) 연속체(連續體)로부터 깊은 보 가정(假定) 이용(利用)하여 유도(誘導)되며 3개(個)의 기준절점(基準節點)과 3개(個)의 상대절점(相對節點)으로 이루어진다. 보의 운동방정식(運動方程式)은 Galerkin의 가중잔차법(加重殘差法)으로 Discretization 되며 요소강도(要素剛度) 및 질량(質量)매트릭스는 Newton-Raphson 방법(方法)으로 해하중(每荷重) 단계(段階)마다 반복계산(反復計算)되어 감소적분법(減少積分法)으로 구해진다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)되는 NB6 비선형(非線形) 보 요소(要素) 정확도(正確度)와 효율성(效率性) 고찰(考察)하기 위하여 몇 가지 예제(例題) 해석(解析)하였다. A nonlinear formulation of a beam finite element(NB6) on the total Lagrangian mode for the geometrically nonlinear analysis of two-dimensional elastic framed structures is presented. The NB6 beam element has been degenerated from the three-dimensional continuum by introducing the deep beam assumptions and consists of three reference nodes and three relative nodes. The element characteristics are derived by discretizing the beam equations of motion using the Galerkin weighted residual method and are reduced-integrated repeatedly for each loading step by the Newton-Raphson iteration techpique. Several numerical examples are given to demonstrate the accuracy and versatility of the proposed nonlinear NB6 beam element.

뼈대구조물(構造物)의 자유진동해석(自由振動解析)을 위한 객체지향(客體指向) c⁺⁺ 프로그램

신영식,서진국,Shin, Young Shik,Suh, Jin Kook 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.1

This paper describes a $C^{{+}{+}}$ free vibration analysis program of structures for personal computer. This program was developed by object oriented programming method which is the latest trend in programming practice. The object-oriented programming method which has the superior reuseability and expansibility to procedural programming provides various choice of menus and easy modification of the program, and reduces the development time and size of the program. This object-oriented free vibration analysis program written in $C^{{+}{+}}$ language consists of Vector and Matrix classes, Structural Analysis and GUI classes. The efficiency and validity of the program were examined by solving several numerical examples. The static and free vibration analyses of the framed structures were satisfactorily performed by this program on a personal computer. 본 연구에서는 기존의 구조적 프로그래밍 방법의 단점들을 개선한 새로운 객체지향 프로그래밍기법으로 구조물의 정적해석과 자유진동해석이 가능한 PC용 $C^{{+}{+}}$ 구조해석 프로그램을 개발하였다. 객체지향 프로그램은 기존의 구조적 프로그램에 비하여 프로그램의 재사용성 및 확장성이 뛰어나므로 프로그램의 수정과 개발이 용이하고 다양한 지능과 메뉴선택을 제공하며 소프트웨어의 개발시간과 프로그램의 크기를 줄일 수 있다. 본 연구에서 개발한 객체지향 자유진동해석 프로그램은 벡터 및 행렬의 연산을 수행하는 VECTOR 및 MATRIX클래스, 뼈대 구조물의 자유진동해석을 위한 STRU클래스 및 사용자 환경을 위한 GUI클래스로 구성되며 모든 프로그램은 객체지향 언어인 $C^{{+}{+}}$로 작성되었다. 여러가지 예제해석을 통하여 본 연구에서 개발된 객체지향 $C^{{+}{+}}$ 자유진동해석 프르그램의 효율성과 타당성을 검증하였다.

고정형 30KW태양광발전시스템 운전특성의 모니터링에 관한 연구

신영식(Young-Shik Shin),차인수(In-Su Cha),최정식(Jeong-Shik Choi),김동묵(Dong-Mook Kim),윤형상(Hyung-Sang Yoon),윤정필(Hyung-Sang Yoon),서장수(Jeong-Phil Yoon) 대한전기학회 2008 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2008 No.4

본 논문에서는 고정형 30KW태양광발전시스템 운전특성을 해석하고 이론을 바탕으로 실 시스템을 적용 · 운용시 시스템의 운전특성 및 발전량을 비교 분석하였다. 장기적인 일사량 측정 데이터 수집을 통하여 그래프화, 모티터링 시스템에 관한 연구를 살펴보았다.

나주지역의 태양열 설비의 모니터링에 관한 연구

신영식(Young-Shik Shin),정성찬(Sung-Chan Jung),최정식(Jung-sik Choi),차인수(In-Su Cha) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7

본 논문에서는 태양열 온수급탕에 관한 모티너링 연구를 해석하고 이론을 바탕으로 실 시스템을 적용 · 운용시 시스템의 운전특성 을 비교 분석하였다. 장기 적인 일사량 측정 데이터 수집을 통하여 그래프화, 모티터링 시스템에 관한 연구를 살펴보았다.

태양열시스템의 시간에 따른 온수급탕에 관한 연구

신영식(Young-shik Shin) 전력전자학회 2008 전력전자학술대회 논문집 Vol.- No.-

국내 신재생에너지의 보급은 정부 보조금 지원을 통해 국내 지역별로 다양한 형태, 발전 용량으로 보급되고 있다. 그 중에서도 태양열 발전의 보급은 발전규모와 설비가 대형화 되고 가고 있다. 본 논문에서는 이러한 발전 시스템 지원을 위한 태양열시스템의 시간에 따른 온수급탕 특성을 분석하고자 하였다.

무선 Ad-hoc 망에서의 수정된 DSR에 관한 연구

신영식(Young-Shik Shin),김진우(Jin-Woo KIM),박승권(Sung-Kwon Park) 한국통신학회 2002 한국통신학회 학술대회 및 강연회 Vol.2002 No.4