MLS기반 변절점 유한요소 및 레벨셋 방법을 이용한 고체-유체 경계의 전산모사

임재혁(Jae Hyuk Lim),조영삼(Young-Sam Cho),임세영(Seyoung Im) 대한기계학회 2004 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2004 No.11

Tracking of evolving solid-fluid interfaces is treated using level set method and MLS-based finite element with variable nodes. Several applications will be illustrated to demonstrate the effectiveness of the present scheme

레벨셋을 이용한 용접공정의 유한요소해석

임재혁(Jae Hyuk Lim),조영삼(Young-Sam Cho),임세영(Seyoung Im) 대한기계학회 2005 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2005 No.5

Our major concern is to develop a new efficient methodology for finite element analysis of welding processes. Level set method and a new finite element called MLS-based variable-node element are included in the method to deal with the evolving solid-fluid interface, generated from melting or solidification in the course of welding. This method is capable of solving a variety of multi-physics problems with evolving solid-fluid interfaces, only with the minimal adjustment of finite element meshes without a large scale remeshing. An accurate the sizes of HAZ(Heat Affected Zone) and MZ(Melting Zone) are now well predictable with new methodology when applied to welding processes. Several numerical examples are included to demonstrate the effectiveness and accuracy of the present scheme.

하중 제어법을 이용한 파이프 줄기초의 현장 인발저항 특성

임성윤 ( Lim Seong-yoon ),김명환 ( Kim Myeong-hwan ),김유용 ( Kim Yu-yong ),유석철 ( Yu Seok-chul ),김석진 ( Kim Seok-jin ),임재삼 ( Lim Jae-sam ) 한국농공학회 2018 한국농공학회논문집 Vol.60 No.4

Institutional inertia anti-disaster standard was presented mainly on the upper surface, it is necessary to improve to the soil type standard and uplift the resistance standard greenhouse that are vulnerable to strong winds. In this study, we carried out a field test using the load control method in order to evaluate the uplift resistance of continuous foundation of greenhouse with different depths of the rafters. Institutional inertia anti-disaster standard of greenhouse foundation did not protect the greenhouse structure from the damages caused by strong winds and heavy snow. Therefore, field tests for behavior characteristics of continuous greenhouse foundation were carried out to ensure stable facility cultivation. The field test condition was evaluated using different embedded depth as follows: 30cm, 40cm, 50cm and spacing 50cm, 60cm, 70 cm. As a result of the uplift resistance field tests using the load control method, the minimum uplift resistance was found to be over 90kg and uplift resistance displacement was 9.4mm. Uplift resistance of the continuous greenhouse foundation was in the range of 90-180 kg according to embedded depth and spacing. Using the test condition, there was no constant trend in the uplift resistance.

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.

다면체 유한요소를 활용한 복합재료 모델링과 전산 균질화

손동우(Dongwoo Sohn),임재혁(Jae Hyuk Lim),조영삼(Young-Sam Cho) 대한기계학회 2014 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2014 No.11

In this study, polyhedral finite elements are introduced to establish computational models of composite materials in an efficient manner. By cutting structured hexahedral elements along the surfaces of reinforcements that are periodically distributed in representative volume elements of composite materials, the hexahedral elements are converted into the polyhedral finite elements. Therefore, compatible meshes with polyhedral finite elements are automatically obtained at the interfaces between reinforcements and matrices, as well as at the periodic boundaries of the representative volume elements. These meshes are further applied to predict the equivalent properties of composite materials in the framework of computational homogenization under periodic boundary conditions. To verify the effectiveness of the computational models in this study, the obtained results are compared with the results from conventional micromechanics schemes such as the Mori-Tanaka method.

볼트 체결부를 갖는 2주식 트랙터 보호구조물의 유한요소해석 연구

송호성 ( Hosung Song ),김유용 ( Yu-yong Kim ),임성윤 ( Seong-yoon Lim ),유석철 ( Seok-cheol Yu ),임재삼 ( Jae-sam Lim ),김현진 ( Hyun Jin Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

농업용 트랙터 전도 보호구조물은 전도와 추락 등 트랙터 안전사고로부터 운전자를 보호하기 위한 안전장치이다. 우리나라를 포함한 OECD(경제협력개발기구) 국가들은 트랙터 사고로부터 운전자를 보호하기 위해 OECD 농림업용 트랙터 보호구조물 표준코드에 따라 인증 받은 보호구조물의 장착을 요구하고 있다. OECD 표준코드를 준용하여 시험을 실시하는 경우 비용과 시간이 많이 소모되므로 OECD는 유한요소해석을 통한 보호구조물 안전도 평가 도입에 대하여 논의를 실시하고 있다. 캐빈 및 4주식 보호구조물과 달리 2주식 보호구조물은 주요 부재와 브라켓 등이 볼트 체결과 용접으로 결합된 하나의 복합체로 이루어진다. 특히 볼트 결합부는 보호구조물 전체의 거동에 큰 영향을 미치므로 구속조건 사용 시 주의가 필요하다. 그런데 2주식 보호구조물을 해석할 때 해석시간, 수렴성 등을 고려하여 볼트 결합부에 강체구속조건(Rigid body element)을 사용하고 있다. 강제구속조건을 사용하는 경우 실제 볼트 결합보다 과도한 강성으로 인하여 보호구조물의 거동을 정확히 예측하지 못하고 있다. 본 연구는 2주식 트랙터 보호구조물의 정확한 거동을 예측하기 위해 볼트 결합부를 강체구속조건 외에 볼트 재질의 선형 및 비선형 구분, 강체구속조건에서 회전변위 가능, 볼트 3D Solid 모델링 등 여러 방법으로 유한요소해석을 수행하고 물리적 시험결과와 비교하였다. 해석결과 볼트의 재질을 선형이 아닌 비선형으로 설정했을 때 하중-변위곡선의 기울기가 약간 개선되는 효과를 가져왔고, 볼트를 강제구속조건으로 처리하지 않고 Solid 모델을 사용하였을 때 실물시험 결과에 더 근접하는 것으로 나타났다.

농업용 트랙터 보호구조물 유한요소해석

송호성 ( Hosung Song ),김유용 ( Yu-yong Kim ),임성윤 ( Seong-yoon Lim ),유석철 ( Seok-cheol Yu ),임재삼 ( Jae-sam Lim ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

2017년도 농업기계 관련 농업인 손상 실태 조사결과, 전체 농업기계 사고의 16.1%가 트랙터 사고로 경운기(44%)에 이어 두 번째로 높다. 트랙터 사고 중 43.3%는 전도와 추락이 차지하고 있는데, 운전자를 보호하기 위하여 국내뿐만 아니라 세계의 많은 나라에서 보호구조물 장착을 요구하고 있다. 보호구조물은 운전자를 보호하기 위해 매우 중요한 안전장치이기 때문에, 실물 실험을 통해 안전성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 그러나 실험용 보호구조물의 제작은 시간과 비용 등이 요구되기 때문에, OECD 농림업용 트랙터 표준코드는 유한요소해석을 통한 가상시험방법에 대한 논의를 시작하고 있다. 본 연구는 농업용 트랙터 보호구조물 재료에 대한 인장시험 결과를 기반으로 OECD 보호구조물 Code의 시험방법에 따라 유한요소해석을 수행하였다. 보호구조물 유한요소해석 결과, 동일한 재료에 대한 제조사나 생산로트의 차이로 인한 물성치 차이는 해석 결과에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 하지만, 보호구조물 실물 시험과 구조해석 결과를 비교해보면 대체적으로 시험결과에 비해 해석결과의 변형량이 적게 나오는 경향을 보였다. 이는 보호구조물 시험이 단방향의 1회성 하중 재하가 아닌 전방, 측방 및 후방 등에 대하여 하중 재하와 제거를 반복적으로 수행하는데, 재료의 단방향 인장시험 결과만을 이용하여 보호구조물 구조해석을 수행하는 경우에는 재료의 경화, 피로 및 파괴 등의 경향이 반영되지 않아 발생한 결과로 판단된다. 따라서 OECD의 보호구조물 시험을 유한요소해석으로 대체하려면 향후 하중재하 방법, 지점부와 접합부등의 체결 방법이 실질적인 모사가 이루어지도록 세부적인 검토가 필요하다.

농림업용 트랙터 2주식 보호구조물 유한요소해석의 정확도 향상 연구

송호성 ( Hosung Song ),김유용 ( Yu-yong Kim ),유석철 ( Seok-cheol Yu ),임성윤 ( Seong-yoon Lim ),임재삼 ( Jae-sam Lim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1

트랙터를 이용하는 농업인은 비탈길과 같은 작업 환경에서 전도 사고 발생 위험에 항상 노출되어 있어 트랙터 사고로부터 운전자 보호를 위해 보호구조물(Roll-over protective structure)을 장착하고 있다. 보호구조물의 충분한 강성확보를 위해 OECD 코드에 따른 물리적 인증 시험을 하고 있는데 비용과 시간이 많이 소모되어, 유한요소해석을 이용한 가상시험의 도입이 요구되고 있으며, 이에 대한 논의가 진행되고 있다. 본 연구는 유한요소해석을 이용한 가상시험을 통해 트랙터 전도 시 보호구조물의 거동을 예측함으로써, 국내 보호구조물 가상시험 방법의 표준화를 위한 기초 자료로 활용하고자 한다. 이를 위해 동일한 보호구조물에 대해 OECD의 시험 코드를 준용한 물리적 시험과 상용 유한요소해석 프로그램을 사용한 가상시험을 수행하였다. 유한요소해석 모델은 2주식 역U자형 보호구조물로써 접이식 형태이며, 보호구조물의 골조는 2D Shell 요소를 사용하고 재질의 물성은 모든 해석 조건 설정에 비선형을 적용하였다. 접이식 결합부의 볼트 물성은 선형과 비선형으로 구분하여 다르게 적용하였고 볼트 비선형 모델은 다시 1D Beam 요소와 3D Solid로 구분하였다. 해석과정은 OECD 코드와 동일하게 순차 해석으로 진행하였으며, 각 해석단계에서 가해지는 하중을 제거한 뒤 다음 단계의 해석을 진행하였다. 최대 변위까지 하중에 대하여 유한요소해석으로 얻어진 가상시험 결과와 물리적 시험 결과를 상관분석 하였다. 볼트 선형 모델의 경우 물리적 시험 결과와는 하중-변위 관계가 크게 다른 양상을 보였으며, 볼트 비선형 모델은 물리적 시험 결과에 대한 1D Beam 요소와 3D Solid의 상관계수가 각각 0.945와 0.985로 나타났다. 이 결과를 통해 유한요소해석 시 볼트 체결에 대한 간략화된 요소를 사용하는 것보다 실물과 비슷한 형태로 구현하는 것이 물리적 시험과 더 비슷한 결과를 나타내는 것으로 판단된다. 본 연구 결과를 표준화된 트랙터 보호구조물 가상시험 방법을 도출하는 데 필요한 재료 물성 적용, 유한요소 모델링, 및 결합부 해석 조건 등의 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

돈모 단백질의 급여가 닭의 영양소 대사에 미치는 영향

오현민(Hyun-Min Oh),박노성(Noh-Sung Park),조치현(Chi-Hyun Jo),김성복(Sung-Bok Kim),임재삼(Jae-Sam Lim),이봉덕(Bong-Duk Lee),이수기(Soo-Kee Lee) 충남대학교 농업과학연구소 2011 농업과학연구 Vol.38 No.4

Two experiments were conducted to investigate the effect of feeding hog hair protein (HHP) on the nutritional value for poultry. In experiment 1, twenty roosters of Hanhyup-3 strain were alloted, and metabolizability of HHAA was measured. In experiment 2, forty roosters of Hanhyup-3 strain were alloted to 0, 3, 7.6 and 15.1% of HHAA treatments, 10 birds per treatment, and measured feed utilization and blood parameters. In experiment 1, no trend was found in excretion of amino acid, high in glysine and glutelin, low in valine, threonine, and methionine. HHAA metabolizability of serine, phenylalanine, alanine, and isoleucine was more higher than that of lysine, cystine, asparagine, and tyrosine. In experiment 2, as the HHAA level increased, feed intake decreased significantly in 15.1% treatment, but water intake increased significantly in 15.1% traetment. Dry matter and nitrogen metabolizability decreased in 7.6 and 15.1% treatments. Although no significant difference was found among three treatments(0, 3, and 5.7%), as the HHAA level increased, dry matter and nitrogen metabolizability decreased. Serum creatinine level was significantly increased in 15.1% treatment. In conclusion, it is considered that proper level to substitute soybean meal by HHAA was 10%.

당밀 첨가가 소청룡탕박 사일리지의 품질에 미치는 영향

문계봉 ( Kye Bong Moon ),조성경 ( Sung Kyung Cho ),박덕섭 ( Duk Sub Park ),김성복 ( Sung Bok Kim ),이봉덕 ( Bong Duk Lee ),조철훈 ( Cheo Run Jo ),임재삼 ( Jae Sam Lim ),이수기 ( Soo Kee Lee ) 한국동물자원과학회 2008 한국축산학회지 Vol.50 No.3