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축소 모델의 동적 거동 해석을 위한 등기하해석법 적용에 대한 연구 KCI 등재

Study on Application of Isogeometric Analysis Method for the Dynamic Behavior Using a Reduced Order Modeling

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/358949
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한국전산구조공학회 논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)
한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
초록

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.

목차
Abstract
 1. 서 론
 2. 등기하 해석법
  2.1 B-spline 기저 함수
  2.2 노트의 중첩(Bézier 추출법)
  2.3 1차원 Truss 문제에 대한 등기하 해석법 구현
 3. 모델 축소 기법
  3.1 Craig-Bampton 기법
 4. 수치 예제
  4.1 고유값 해석
  4.2 변이 해석
 5. 결 론
 References
 요 지
저자
  • 김민근(한국기계연구원 스마트산업기계연구실) | Min-Geun Kim (Depertment of Smart Industrial Machine Technology, Korea Institute of Machinery & Materials) Corresponding author
  • 김수민(한국기계연구원 스마트산업기계연구실) | Soo Min Kim (Depertment of Smart Industrial Machine Technology, Korea Institute of Machinery & Materials)
  • 이한민(한국기계연구원 스마트산업기계연구실) | Hanmin Lee (Depertment of Smart Industrial Machine Technology, Korea Institute of Machinery & Materials)
  • 이근호(한국기계연구원 스마트산업기계연구실) | Geun-Ho Lee (Depertment of Smart Industrial Machine Technology, Korea Institute of Machinery & Materials)