An Object-Oriented Programming for the Boundary Element Method in Plane Elastostatic Contact Analysis

김문겸,윤익중,Kim, Moon-Kyum,Yun, Ik-Jung Computational Structural Engineering Institute of 2011 한국전산구조공학회논문집 Vol.24 No.2

본 논문에서는 경계요소법으로 평면 탄성 접촉문제를 해석하기 위하여 객체지향기법을 이용하여 프로그램을 구성하였다. 개발된 프로그램의 상세는 UML을 통하여 기술함으로써, C++로 구현된 프로그램이 일반적인 객체지향기법을 통해 구현될수 있도록 하였다. 개발된 프로그램은 접촉해석의 비선형성과 모퉁이 문제를 포괄할 수 있도록 추상화된 객체로 구현되었다. 접촉해석에 관련된 객체의 상세를 기술하였으며, 수치해석 예제를 통하여 개발된 프로그램의 정확성을 검증하였다. An object oriented programming(OOP) framework is presented to solve plane elastostatic contact problems by means of the boundary element method(BEM). Unified modeling language(UML) is chosen to describe the structure of the program without loss of generality, even though all implemented codes are written with C++. The implementation is based on computational abstractions of both mathematical and physical concepts associated with contact mechanics involving geometrical nonlinearities and the corner node problems for multi-valued traction. The overall class organization for contact analysis is discussed in detail. Numerical examples are also presented to verify the accuracy of the developed BEM program.

시간의존 비탄성 문제의 유한요소-경계요소 조합에 의한 해석

김문겸,허택녕,장정범,오세호,Kim, Moon Kyum,Huh, Taik Nyung,Jang, Jung Bum,Oh, Se Ho 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.3

The long-term behavior, such as in excavation problems of weak medium, can be dealt with by the elasto-viscoplasticity models. In this paper, a combined formulation of elasto-viscoplasticity using boundary elements and finite elements without using internal cells is presented. The domain integral introduced due to the viscoplastic stresses is transformed into a boundary integral applying direct integration in cylindrical coordinates. The results of the developed boundary element analysis are compared with those from the explicit solution and from the finite element analysis. It is observed that the boundary element analysis without internal cells results in some error because of its deficiency in handling the nonlinearity in local stress concentration. Therefore, a coupled analysis of boundary elements and finite elements, in which finite elements are used in the area of stress concentration, is developed. The coupled method is applied to a time dependent inelastic problem with semi-infinite boundaries. It results in reasonable solution compared with other methods where relatively higher degree of freedoms are employed. Thus, it is concluded that the combined analysis may be used for such problems in the effective manner. 지하구조물은 일반적으로 영역의 무한성, 다양한 하중, 복합적인 구성재료 등으로 인하여 그 거동의 해석이 난이하다. 특히, 장기거동이 중요시되는 연약지반의 굴착문제 등에 있어서는 시간에 의존하는 점탄소성거동을 해석에 고려하여야만 한다. 본 연구에서는 점탄소성거동을 해석하는 방법으로서, 내부요소를 사용하지 않은 경계요소 해석방법을 유도하고, 정계요소와 유한요소를 조합하여 해석하는 방법을 도출하였다. 점탄소성을 고려한 지배적분방정식에서 점소성응력에 대한 영역적분은 극좌표를 이용한 직접적분방법을 적용하여 경계적분화하였고, 이에 따른 계방정식을 이용하여 프로그램화하였다. 또한 경제요소 프로그램을 점소성 유한요소 프로그램과 조합하여 굴착면 주위에 발생하는 시간의존 비탄성거동을 합리적으로 해석하도록 하였다. 경계요소해석 및 조합해석 결과는 정해 및 유한요소해석의 결과와 비교하여 검토하였다. 비교결과 내부요소를 사용하지 않은 경계요소법으로는 국부적인 응력집중으로 인한 비선형성이 충분히 고려되지 못함을 알 수 있었다. 반면에 유한요소-경계요소 조합방법으로는 상대적으로 많은 자유도를 가진 타 방법에 비교하여 합리적인 결과를 얻음을 알 수 있었다. 따라서 시간에 의존되는 비탄성체의 해석에 있어서 조합방법을 사용하면 하중조건과 경계조건에 따르는 구조물의 거동을 합리적으로 예측할 수 있으며, 유한요소와 경계요소의 장점을 살려 보다 효용적인 해석의 수행이 가능할 것으로 판단된다.

경계요소법을 이용한 접촉해석의 효율적인 접촉면 검출기법

김문겸,윤익중,Kim, Moon-Kyum,Yun, Ik-Jung 한국전산구조공학회 2009 한국전산구조공학회논문집 Vol.22 No.5

본 논문에서는 경계요소법의 평면 접촉해석에 사용될 수 있는 효율적인 접촉면 검출 알고리즘을 제시하였다. 접촉면 검출 알고리즘을 경계요소법에 적용하기 위하여, 경계요소법이 가지는 자료구조를 분석하였다. 경계요소법의 특징 중 하나인 모퉁이 문제를 고려하여 전역검색, 지역검색, 접촉관계식 설정의 3단계로 접촉면 검출기법을 구현하였다. 전역검색은 접촉 주요소, 부요소 개념을 도입하였으며, 지역검색에 있어서는 공간분할기법인 사지트리를 이용하였다. 접촉관계식의 설정을 위하여 요소수준에서 절점의 접촉여부를 검토하고 최종계의 방정식에 구속조건을 할당하도록 하였다. 제시된 알고리즘을 이용한 프로그램의 정확성과 효율성을 입증하기 위하여 수치해석을 실시하여 결과를 비교하였다. This paper presents an efficient contact detection algorithm for the plane elastostatic contact problem of the boundary element method(BEM). The data structures of the boundary element method are dissected to develop an efficient contact detection algorithm. This algorithm is consists of three parts as global searching, local searching and contact relation setting to reflect the corner node problem. Contact master and slave type elements are used in global searching step and quad-tree is selected as the spatial decomposition method in local searching step. To set up contact relation equations, global contact searching is conducted at node level and local searching is performed at element level. To verify the efficiency of the proposed contact detection algorithm of BEM, numerical example is presented.

특허 분석을 통한 건설 기술 연구 기획

김창윤(Kim Chang-Yoon),김형관(Kim Hyoung-Kwan),김창완(Kim Chang-Wan),한승헌(Han Seung-Heon),김문겸(Kim Moon-Kyum) 대한건축학회 2008 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.24 No.12

Diverse research efforts that have been conducted are reflected in the patent information. Patent analysis facilitates the understanding of the major technological area and how the technologies change. It provides the essential data for strategy development of research and development. In this paper, based on literature analysis and expert review, 40 keywords had been selected for searching advanced construction patents. 737 patents of US, EU, and Japan during January 1991 and May 2006 are analyzed. Technology trends of each phase of construction lifecycle are derived through the patent data and patent map analysis. Construction research and development strategies are deduced based on the patent analysis. This research effort suggests a systematic methodology for how patent information is incorporated into new construction research and development plans.

건설 기술 연구 개발을 위한 기술 기획 : 적시 시공을 위한 시공 현장 모니터링 기술 사례를 기반으로

김창윤(Kim Changyoon),김형관(Kim Hyoungkwan),김창완(Kim Changwan),김문겸(Kim Moon Kyum) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 D Vol.28 No.6D

기술 로드맵은 신제품 개발과 연구 과제 도출을 위한 기획방법론 중 하나로 여러 연구 기관과 산업계에서 사용되고 있다. 제품 개발자나 연구 진행자들은 기술 로드맵을 사용함으로써 체계적인 프로젝트 진행과 효과적인 연구를 수행할 수 있으며, 연구 내용, 추진 전략, 소요 예산 등을 정확하게 설정할 수 있어 연구개발 가능성을 높일 수 있다. 현재 국토해양부에서는 건설 분야 기술력 증진 및 건설 산업 발전을 위하여 많은 연구개발 예산을 투입하고 있으며, 그 규모 또한 점차 늘어날 것으로 예상된다. 연구개발 예산이 증가함에 따라 5년 이상의 장기 연구개발 과제가 늘어나고 있고, 그 결과 체계적인 연구 수행과 높은 기술 개발 가능성을 위한 방법론의 필요성이 점차 커지고 있다. 건설 산업의 연구 개발은 타 산업의 연구 개발과는 달리 연구 개발 후 현장 적용을 기본 목표로 하고 있으며 작업을 하는 공간 또한 외부에 노출되어 있어 개발된 기술의 적용이 용이하지 않은 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 위와 같은 건설 산업의 특성을 고려하여 다양한 문헌 분석, 설문 조사를 통한 시장 수요 조사, 사전 연구를 통한 기술의 적용 가능성 검토를 실시하였으며 이를 통하여 새로운 건설 기술 연구 개발을 위한 기술 로드맵 도출 과정을 제시하고, 사례 연구를 통하여 기술 로드맵 도출 과정에 대한 타당성 및 적용 가능성을 알아보고자 한다. Technology roadmapping is one of the widely used technology planning methodologies. Using a technology roadmap, the researchers can increase the possibility of the project success by systematic management of research contents, budgets, and commercialization strategies. Currently, Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs has a plan to increase the research fund to improve the construction industry. As a result, the number of long term research projects with more than five years of research period, is increasing. Tills entails the need for a methodology for the systematic planning and management of research. However, the construction industry has the characteristics that the research results should ultimately be implemented in an outdoor environment. Through processes of diverse literature reviews, questionnaire-based survey, and pilot research, this paper presents a systematic procedure for the development of construction technology roadmaps, which can consider the unique nature of the construction industry. Based on the procedure, a technology roadmap for intelligent construction monitoring is also developed.

한국 온라인게임 캐릭터의 변천과정에 관한 분석

김문겸(Kim Moon-Kyum) 한국콘텐츠학회 2005 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.3 No.2

한국의 온라인 게임제작 기술의 발전이 세계수준에 이른 현재, 온라인 게임에 있어 캐릭터의 중요성을 인지하고 이에 게임 캐릭터의 캐릭터 표현 특성을 중심으로 한국 온라인 게임의 변천과정을 분석하여 게임 캐릭터 개발의 질적 향상에 기여하고자 한다. For Korean game development technology, recently acknowledged as world-class, being aware of the importance of characters in the games, this paper will intend to contribute to the improvement of game character development quality by analysis of Korean on-line game transition focusing on the expressive quality of characters.

미래철도토목기술 : 전망과 대응

김문겸(Moon-Kyum Kim),허준(Joon Heo) 대한토목학회 2010 대한토목학회지 Vol.58 No.12

토목공학교육의 미래

김문겸(Moon Kyum Kim) 대한토목학회 2011 대한토목학회지 Vol.59 No.13

유한요소-경계요소 조합에 의한 터널 계측결과의 역해석

김문겸(Moon-Kyun Kim),장정범(Jung-Bum Jang) 한국암반공학회 1995 터널과지하공간 Vol.5 No.3

비상장 , 비등록 중소기업의 재무레버리지 결정에 관한 연구

김문겸(Moon Kyum Kim) 한국재무관리학회 2002 財務管理硏究 Vol.19 No.1

본 연구는 기존의 재무관리이론과 중소기업이론의 관점에서 중소기업의 자본구조를 결정하는 재무적 제 요인을 비상장·비등록 중소기업의 자료를 이용하여 분석하였다. 기존의 자본구조결정이론이 제시하는 변수 외에 중소기업의 고유요인으로 경영자위험과 업력을 분석에 포함시켰다. 중소기업의 재무레버리지 사용에 유의적인 영향을 미치는 요인들은 담보가치, 성장성, 업종, 기업규모, 수익성, 그리고 중소기업고유요인으로 설정된 경영자위험의 여섯으로 나타났다. 담보로 사용할 수 있는 고정자산의 비중이 크며 성장성이 높고 기업규모가 큰 제조업을 하는 기업은 그렇지 않은 기업에 비하여 부채를 많이 사용하는 것으로 나타났다. 그러나 수익성이 높아 사내유보를 많이 한 기업, 현금흐름이 불안정하여 경영자의 통제권에 대한 위험이 높은 기업은 부채를 적게 사용하는 것으로 나타났다. 장·단기부채의 사용에 따른 재무행태의 차이점 분석에서는 장기에 걸쳐 결정되는 담보가치와 기업규모 변수는 단기차입금의 결정에는 영향을 미치지 못하는 것으로 분석되었다. 그리고 중소기업은 경영자위험을 단기차입금이 아닌 장기차입금의 축소를 통하여 해지하는 것으로 나타났다. 또한, 기업형태별로 즉, 법인기업과 개인기업으로 나누어 재무레버리지결정의 차이점을 분석하였는데 개인기업은 법인기업에 비하여 그 행태가 매우 단순한 것으로 나타났다. 개인기업의 장기차입금 모형에서 의미 있는 변수로는 정보의 비대칭성을 완화시켜줄 수 있는 담보가치, 기업규모의 두 변수로 분석되었다. 그러나 개인기업의 단기차입금 분석에서는 유의적인 변수를 찾을 수가 없었다. 이러한 사실은 개인기업이 규모의 절대적 왜소와 경영능력의 열악함으로 재무레버리지의 사용에 있어서 법인기업에 비하여 불리한 위치에 있음을 의미하며, 같은 이유로 개인기업에 대하여는 재무레버리지 결정에 대한 논리적 설명이 일정 부분에서는 불가능함을 시사한다고 하겠다.