본 논문은 그래핀 혈소판(GPL)으로 보강되고 내부 균열을 가진 원통 복합 구조물에 대한 임계 좌굴하중의 수치적 고찰을 다루고 있다. 임계 좌굴하중을 정확하게 평가하기 위해 이차원 자연요소법(NEM) 기반으로 개발한 효과적인 위상필드 균열모델을 제시하였 다. 그래핀 혈소판은 두께방향으로 특정한 기능적 분포패턴으로 원통형 구조물에 삽입되어 있다. 수치적으로 균열의 존재를 표현하 는 전통적인 절점분리 기법은 모델링의 번거로움은 물론 수치적 불안정성을 야기할 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 논문 에서의 위상필드 정식화에서는 수치 그리드의 복잡한 작업 없이 위상 필드를 도입하여 균열을 표현하였다. 개발된 수치기법의 안정 성과 신뢰성은 그리드 밀도에 따른 수렴성과 참고문헌과의 비교를 통해 입증하였으며, 그래핀이 보강된 원통 복합재의 좌굴특성을 관련된 주요 인자들에 따른 파라메트릭 수치실험을 통해 고찰하였다.

This study presents a numerical investigation of the buckling load of a cracked cylindrical panel reinforced with graphene platelets (GPLs). An effective phase-field crack model was incorporated into the framework of the 2-D natural element method (NEM) to accurately evaluate the buckling loads of graphene-reinforced panels. Graphene platelets were introduced into a cracked cylindrical panel according to a prescribed functional distribution pattern throughout the thickness. Conventional crack node separation methods for representing cracks are not only difficult but also prone to numerical inaccuracy and instability. To overcome this limitation, the proposed phase-field model represents crack initiation using a phase-field value without grid manipulation. The numerical stability of the developed crack model was verified through a convergence test with respect to the grid density and comparison with a reference solution. A detailed parametric study was then conducted to examine the influence of key parameters on the buckling load characteristics.

Abstract
1. 서 론
2. 그래핀 혈소판이 보강된 원통형 구조물
    2.1. 그래핀 혈소판의 기능적 보강
    2.2. 위상필드 정식화(PFF)
3. 위상필드 균열모델을 이용한 좌굴하중 근사화
    3.1. 향상된 전단 변형 쉘이론
    3.2. 록킹-프리(locking-free) 자연 요소 근사화
    3.3. 가상회전을 이용한 가상필드 근사화
4. 수치실험 및 해석결과
5. 결 론
감사의 글
References
요 지

• 조진래(홍익대학교 조선해양공학과 교수) | Jin-Rae Cho (Professor, Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Hongik University, Sejong, 30016, Korea) Corresponding author