Boundary element solution method is introduced for radiation heat transfer problem with objects inside a 2-D enclosure, where shadow zone exists. Surfaces are assumed as diffuse gray in a transparent medium. Boundary integral and boundary element equations were derived from radiation transfer equation, and their theory is reviewed. Also the process of solution methods to implement the boundary element method is analysed and explained with consideration of shadow effects. BEM solution results are compared with two test problems and are found to be good agreements with the both analytic and ANSYS Fluent numerical solutions. Therefore the current BEM analysis for radiation heat transfer problem can be considered as verified, and their efficacy with engineering applicability is established as a result.

Adhensively bonded joints in dissimilar materials have been widely applied in various engineering fields such as automobiles, space vehicle, semiconductor, vessel. To establish a fracture criterion and a reasonable strength evaluation method on adhensively interfaces in dissimilar materials, it is necessary to assess fracture parameters with various bonding conditions. In this paper, through stress analysis by using the 2-dimensional elastic boundary element method(BEM), the stress singularity factors on adhensively bonded joint in dissimilar materials were investigated quantitatively, and suggested the strength evaluation method by using fracture parameters

논문은 2차원 선형탄성 직접 경계요소법에서 저매개변수 요소를 사용할 때 Kernel의 적분방법에 대하여 논의하였 다. 일반적으로 등매개변수 요소의 경우 형상함수로 통칭되는 해의 기저함수와 요소의 적분을 위해 사용되는 사상함수를 동일하게 사용한다. 그러나 본 논문에서는 사상함수의 차수를 낮게 취하여 순수기저절점을 도입하고 그때 직접 경계요소의 Kernel을 적분하기 위한 방법이 모색되었다. 일반적으로 경계요소법의 적분 Kernel의 경우 Log수치적분과 코쉬주치 (Cauchy principal value) 등을 통해 해결하는데, 본 논문에서는 대수적 조작을 통해 적분값의 정확도를 높일 수 있도록 새 로운 수식을 유도하였다. 본 연구에서 저매개변수 기반의 직접 경계요소에 대한 강건성과 정확도를 검증하기 위해 2차원 타원형 편미분방정식으로 표현되는 평면응력과 평면변형문제에 대해 적용하였다. 적용 예제로는 단순연결영역(simple connected region)의 대표적 문제인 캔틸레버보와 다중연결영역(multiple connected region)의 대표적인 문제인 개구부가 있는 사각평면에 대해 각각 수치해석을 수행한 결과 대폭적인 자유도의 감소에 비해 정확도 측면에는 기존의 방법과 차이 가 없음을 볼 수 있었다. 본 논문에서 제시된 방법은 기저함수 고차화 저매개변수 직접 경계요소법(subparametric high order boundary element)과 이에 기초를 둔 저매개변수 고차 이중경계요소법(subparametric high order dual boundary element)의 초석이 될 수 있을 것이다.

본 연구는 2차원 및 3차원 동적 탄소성 응력 해석을 위한 특수 적분해 경계요소법의 공식 개발을 제시한다 정적 탄성에 대한 기본식이 일반해를 구하는데 이용되었으며, 전체형상함수 개념을 이용하여, 변위율과 traction rate의 특수 적분해를 구함으로써 지배 방정식의 가속도 부분을 근사화시켰다. 시간 적분을 위하여 Houbolt 시적분 방법을 이용하였으며, Newton-Raphson 알고리즘을 이용하여 수치 연산을 행하였다. 제시된 공식에 따른 예제 해석을 통하여 그 방법의 유효성과 정확성을 설명하였다.

본 논문에서는 초기값을 갖는 비동질 반무한 평면문제를 비례경계유한요소법으로 해석하기 위하여 무한요소를 이 해석법에 도입하였다. 초기값을 갖는 반무한 평면의 자유면은 비례경계좌표계의 원주방향의 좌표를 이용하여 모델링하였고 무한요소는 이 자유면이 나타내는 무한한 영역을 모사하기 위해 사용되었다. 반무한 평면의 물성치(탄성계수)에 대한 초기값은 비례중심의 위치와 비례경계좌표계에서의 반지름 멱함수를 이용하여 나타내었다. 사상형 무한요소를 사용하여 일관된 정식화가 가능하였고, 제안된 해석법에 대한 적용성과 성능을 두 수치예제를 통하여 보였다.

본 논문에서는 비동질 반무한 평면에 대한 비례경계유한요소법의 식을 유도하고 수치예제를 해석하였다. 비례경계유한 요소법은 편미분 방정식을 경계방향으로는 유한요소와 같은 근사를 통해서 약화시키고 방사방향으로는 정확해를 사용하는 반 해석적인 방법으로, 방사방향으로 멱함수를 따라 탄성계수가 변화되는 반무한 평면에 대해서 관계식을 가상일의 원리에 근거하여 새로이 유도하였다. 이 과정에서 반무한평면의 거동이 Euler-Cauchy방정식을 따름을 보이고, 기존의 동질 반무한평면의 해석시 도입되던 로그모드가 비동질 반무한 평면의 해석에는 유효하지 않음을 보였다. 수치예제를 통하여 유도된 식이 타당한 거동을 보임을 증명하고 이 접근법이 실제 공학적 문제의 해결에 있어서 유용함을 보였다.

본 연구에서는 경계 요소법을 이용하여 2차원 비등방성 탄성체의 손상 규명을 수행한다. 경계에서의 적분항만을 포함하는 본 수치모델은 1차원으로 줄게된다. 이러한 장점은 특히 균열 역학과 같은 문제에 있어서 중요한 의미를 갖는다. 또한 일정 영역을 분할하는 기법을 피함으로서 수치해석 과정을 간편하고 효율적으로 수행할수 있기 때문에 역문제 해결에 있어서 장점을 갖는다. 본 연구에서는 기존의 등방성 재료에 대한 비파괴 추정기법을 복합신소재와 같은 비등방성 재료로 이루어진 탄성체의 해석에 대하여 확장한다. 먼저 경계요소법에 의한 수치모델의 타당성을 기존의 문헌과 비교 검증하며, 서로 다른 특성을 보이는 비등방성 형식의 변화에 따라 실제 측정시 발생하는 노이즈 영향을 분석한다. 수치예제는 적층 형태 및 하중조건에 대하여 수행하며, 결함 추정에 미치는 적층 형태의 영향을 시험한다.

대부분의 경우 지반을 통해 전달되는 진동을 줄이기 위해 사용되는 방진벽의 차진효율은 지반 위 한 점에서의 진폭저감계수로 표현되고 있다. 그러나 한 점에서의 진동차단 효율은 일정 지역의 평균값과 많은 차이를 보이고 있어, 일정 단지의 진동환경 개선에 요구되는 경우, 한 점에서의 값만으로 차진효율을 표현하는 것은 적합하지 않다. 이를 위해 본 논문에서는 단지 내 진동환경 개선의 판단방법을 제시하고, 방진벽의 기하학적 규모가 방진벽의 진동차단 효율에 미치는 영향을 경계요소법을 이용하여 구하였다. 해석결과에 의하면 강성 방진벽의 경우, 단면적인 방진벽의 차진성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

유연한 액체 저장탱크 내 유체의 부가질량 및 슬러싱 강성행렬을 도출하는 새로운 방법을 제시하였다. 비점성, 비압축성 이상유체를 표면 출렁임을 고려하여 경계요소법에 의하여 모델링하였다. 유체의 표면과 저장탱크 벽체의 접촉면과 같은 불연속 경계를 다루기 위해 특별한 과정을 도입하였다. 원통형 액체저장탱크의 지진응답해석에 적용하여 우수한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

본 논문은 경계요소법에 의한 콘크리트의 진행성 파괴해석에 관한 연구이다. 콘크리트의 파괴진행해석을 위하여 경계요소법에 의한 변위 및 표면력 경계 적분방정식으로부터 균열을 포함한 연속체의 균열 경계적분 방정식을 정식화하였다. 콘크리트의 균열진행을 해석하기 위하여 균열 선단에서의 파괴진행영역을 Dugdale-Barenblatt형 모델을 사용하여 모델링하였고 균열진행영역의 인장연화상태를 선형으로 가정하여 모델링하였다. 정식화된 경계적분방정식에 의한 콘크리트 보와 여러가지 하중상태에 있는 인장시편에 대한 진행성 파괴해석을 실시하였으며 해석치와 실험치의 비교로부터 경계요소법에 의한 진행성 파괴해석방법은 최대하중 및 최대하중 이후의 거동을 포함한 콘크리트 구조물의 비선형 거동을 잘 예측함을 보여주고 있다 .

이 논문에서는 탄성-점탄성 복합재료의 공유면에 존재하는 계면균열에 대한 해석방법을 제시하고 있다. 먼저 탄성-점탄성 대응원리를 이용하여 탄성해석식으로부터 응력확대계수에 대한 식을 유도하였다. 다음으로 시간영역 경계요소법을 이용하여 균열선단에서의 응력을 계산한 다음 응력확대계수의 값을 구하였다. 수치해석의 결과는 본 논문의 정확성과 응용가능성을 보여준다.

본 연구에서는 Biot의 선형압밀이론에 근거한 2차원 압밀문제의 근사해를 구하기 위한 경계요소법을 제시한다. 먼저 선형 압밀문제의 기초미분방정식의 시간의존성을 제거하기 위하여 시간에 대한 Laplace변환을 적용시키고, 변환공간에서의 미분방정식을 대상으로 정식화를 한다. 변환공간에서의 변위와 간극수압에 대한 경계적분방정식계를 유도하고, 변환공간에서의 연성문제에 대한 기본해를 구체적으로 보인다. 변환공간에서의 해를 실공간의 해로 변환하기 위하여 Hosono의 수직 Laplace역변환법을 적용하였으며, 해석예로서 2차원 반무한 지반의 국소재하에 의한 압밀문제를 해석예로 선택하였고, 암밀해와 비교하여 제안해법의 적용성 및 타당성을 보였다.

이 논문은, 선형점탄성체가 과도온도상태에 있을때의 거동을 시간영역 경계요소법에 의해 해석하고 있다. 점탄성체에 대해서 '열유동단순'거동을 가정하였다. 경계요소 공식화과정을 설명한 후, 예제문제에 대한 수치해석 결과를 보여주었다.

시간영역에서는 경계요소법을 이용하여 실제점탄성체에 대한 응력 및 변위 해석과정을 논의하였다. 기본해와 응력커널들은 탄성-점탄성 대응원리를 사용하여 구하였다. 이완함수는 지수함수들의 합으로 전개되고, 변형된 기본해와 응력커널들은 실제시간 공간으로 수치적인 방법에 의해 전환된다. 제안된 과정정은 수치해석을 수행하는데 큰 노력을 요하지 않으며, 실제점탄성체 해석에 응용될 수 있다. 예저의 결과들은 제시된 방법의 효율성과 응용 가능성을 보여준다.

최근의 해안, 해양공학 분야에서는 구조물이 있는 영역의 파동을 계산하기 위해 Navier-Stokes 방정식을 기초로 한 많은 기법들이 개발되고 발전되어 왔다. 이들 중 파랑의 쇄파현상 등의 복잡한 파동현상을 재현하기 위한 수치해석 기법으로 Volume Of Fluid method (보프법)에 근거를 둔 수치해석 기법이 자주 사용되어지고 있다. 그러나 보프법은 일반적으로 방대한 계산시간과 기억용량이 요구되는 단점을 가지고 있어, 적어도 100주기 이상의 계산시간을 통한 해석이어야만 만족할 만한 결과가 나타나는 불규칙파랑의 경우, 보프법의 단독 적용으로는 현실적으로 어려워진다. 한편, 경계요소법(BEM)의 경우는 파랑을 신속하고, 정확하게 계산할 수 있으나, 비선형 현상을 재현할 수 없는 단점이 있다. 본 연구는 불규칙 파랑을 대상으로 하고, 구조물이 있는 경우의 파동현상도 계산이 가능한 수치 해석 기법의 개발을 목표로 하고 있다. 이를 위해, 두 기법의 장점을 살려 쇄파현상 등으로 인해 비선형 현상의 재현이 요구되는 영역에서는 보프법을 사용하여 계산하고, 비선형성을 무시할 수 있어 포텐셜이론이 적용 가능한 구간에서는 BEM을 사용하여 계산을 하도록 두 기법을 연결한 BEM-VOF model을 개발하였다. 개발된 수치모델의 검증은 5차 스톡스파의 파랑전파 및 불규칙파랑의 전파를 통해 수행하였다.

Lagrange 방법과 B-spline 기법을 이용한 경계요소법으로 경사면에 작용하는 고립파의 특성을 연구하였다. 최대 처오름높이는 실험자료와 비교한 결과, 기존의 경계요소법에 의한 결과에 비해 높은 정확도를 나타냈다. 또한, 벽면 경사각의 변화에 따른 최대 처오름높이와 속도벡터의 변화를 나타내었으며, 경사면에 작용하는 동수압의 특성을 조사하였다.

본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 수심이 변하는 지형을 통과할 때 발생하는 파랑의 회절을 수치해석하였다. 먼저, 트렌치지형을 통과하는 파랑의 반사율과 통과율을 계산하였으며 고유함수전개법에 의한 결과와 비교하여 본 모형을 검증하였다. 아울러, 경계요소법을 정현파형 지형에 적용하여 반사율 및 Bragg 반사를 연구하였다. 수치해석에 의한 반사율은 수리모형실험에 의한 관측결과 및 고유함수전개법에 의한 결과와 비교하였다. 전체적으로 본 연구의 결과는 기존의