• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.15 no.3
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• pp.624-631
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• 2011

In this paper, the RCF method is used in sensitivity analysis problems of the discrete power systems including both series FACTS equipments such as TCSC in transmission lines and generator controllers such as Exciter and PSS in generator terminal. To apply the RCF method in small signal stability problems of discrete power systems, state transition equations of controllers and TCSC are derived and the sensitivity calculation algorithm using state transition equations in discrete time domain is devised. The results of eigenvalue analysis showed that the variations of eigenvalues after periodic switching operations of TCSC can be calculated exactly by the RCF method and the change of firing angles in TCSC have important effect to determine the stability of power systems.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.335-341
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• 1996

유한차분 감소를 이용한 감도해석 및 구조변경 프로그램을 개발하고 수치해석을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 유한요소 모델로부터 얻은 유한차분감도를 이용한 결과가 미분을 이용한 감도해석법의 결과에 비해 큰 차이없이 타당한 결과를 제시하여 주는 것을 확인하였다. 2) 복잡한 판구조물의 형상을 등가의 동특성을 갖는 보를 이용하여 모델링하고, 보의 단면치수를 설계변수로하여, 구조변경을 수행함으로써 효율적인 해석을 수행하였다. 3) 혀상이 복잡한 판 구조물의 형상 및 치수등 비선형적인 요소의 변경으로 인한 구조변경시 유한차분 감도 해석법을 이용한 구조변경이 좋은 결과를 나타내는 것을 확인하였고, 이로써 유한차분을 이용한 감도해석법이 형상최적화(shape optimization)에 적합한 방법임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.231-237
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• 1994

컴퓨터의 눈부신 발달에 힙입어 실험 또는 해석적 방법으로 일반 구조물이나 기계구조물의 진동특성을 손쉽고 정확하게 파악하는 것이 가능하게 되었다. 그런데 최근의 산업현장은 지금까지의 정확한 구조해석에만 그치지 않고 이를 바탕으로 강도 개선, 재료 절감을 통한 원가절감, 중량 최소화 문제등의 차원에서 동적인 특성의 변경을 요구하고 있다. 이러한 문제는 그 중요성에도 불구하고 여전히 설계자의 경험이나 시행착오에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 구조물 결합부분에 주목하여 동특성의 변경 문제를 해석하고자 하였다. 즉 거의 모든 구조물이 결합부를 가지고 있는데 결합부 특성을 정확히 파악할 수 없기 때문에 리벳이나 보울트나 어떤 특수한 형태 결합부가 구조물의 특성에 주는 영향을 예측하기 어렵다. 이러한 결합부이 특성을 알아내고 구조물 동특성 변경 및 개선안을 제시하는 최적설계를 위해 감도해석기법은 아주 유효하게 쓰일 수 있다. 한편 구조물의 대형화, 복잡화는 구조물 동특성 해석에 더욱 많은 계산시간과 용량이 큰 전자계산기를 필요로 하게 되었으며, 분계의 결합부위가 변경되거나 결합형태가 변했을 때 전계의 동특성을 다시 해석할 필요없이 분계만의 정보로부터 전계의 동특성을 알아낼 필요가 생겼다. 이러한 의미에서 구조물의 분계로부터 전계의 동특성을 해석을 위한 부분구조합성법이 대두되게 되었다. 본 연구에서는 이러한 감도해석과 부분구조합성법의 공통된 문제를 일치화하고자 하였다. 즉 감도해석기법을 이용하여 필요한 구조물의 동특성에 부합하는 결합부의 최적한 설계변수를 규명하였고 이렇게 구해진 결합부의 설계변수와 분계의 정보를 알고리즘이 비교적 간단하고 오차가 적은 축소임피던스 합성법에 적용하여 전계의 동특성을 해석함으로써 감도해석기법과 축소임피던스 합성법의 통합적용이 최적설계와 이에 따른 동특성 해석에 효과적인 방법임을 보이고자 하였다. 대상구조물은 구조물 결합의 기본적인 형태인 T형을 선택하였다. T형 구조물은 분계 A(16개의 사각요소)와 분계 B(8개의 사각요소)로 이루어져 있으며 두개의 스프링으로 결합되어 있다. 설계변수는 강성에 국한하였으며 결합부의 결합형태는 탄성결합과 강결합으로 하였다. 감도해석과 축소임피던스 합성법에 의해 구해진 고유진동수와 FRF를 상용 유한 요소 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 통하여 검증하여 이 연구의 타당성을 검토하였다.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.12 no.6
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• pp.50-55
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• 2003

This study proposed the analysis of damage detection due to the change of the stiffness of structure by using the original and modified dynamic characteristics. The present approach allows the use of composite data which consist of eigenvalues and eigenvectors. The suggested method is applied to examples of a cantilever and 3 degree of freedom system by modifying the stiffness. The predicted damage detections are in good agreement with these from the structural reanalysis using the modified stiffness.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.22 no.2
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• pp.162-168
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• 2008

In this paper, the RCF(Resistive Companion Form) analysis method is applied to analyze small signal stability of power systems including thyristor controlled FACTS(Flexible AC Transmission System) equipments such as TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor). The eigenvalue sensitivity analysis algorithm in discrete systems based on the RCF analysis method is presented and applied to the power system including TCSC. As a result of simulation, the RCF analysis method is very useful to precisely calculate the variations of eigenvalues or newly generated unstable oscillation modes after periodic switching operations of TCSC. Also the eigenvalue sensitivity analysis method based on the RCF analysis method enabled to precisely calculate eigenvalue sensitivity coefficients of controller parameters about the dominant oscillation mode after periodic switching operations in discrete systems. These simulation results are different from those of the conventional continuous system analysis method such as the state space equation and showed that the RCF analysis method is very useful to analyze the discrete power systems including periodically operated switching equipments such as TCSC.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.25-30
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• 1992

최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.29 no.1
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• pp.143-157
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• 1992

For the design of structural systems having the prescribed or optimum dynamic characteristics, some design changes of the initially designed system are required. In these cases, if the sensitivity analysis which can predict the changes of dynamic characteristics due to the changes of design variables is applied, the design changes can be carried out rationally and very efficiently. For many structural systems, it is well known that the analysis by the transfer matrix method(TMM) and the combined finite element-transfer matrix method(FETMM) is more efficient than the analysis by the finite element method. However, most known studies on the sensitivity analysis of structural systems premise using the finite element method. In this paper, the sensitivity analysis methods by the TMM and the FETMM are presented and some numerical investigations on the beam-column with elastically restrained ends and intermediate contraints and the stiffened plate having subsystems are carried out. The results of the numerical examples show good accuracy and computational efficiency of the presented methods, and show that the application of sensitivity analysis in the dynamic characteristic reanalysis give good results within the practically changeable range of design variables.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.38 no.4
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• pp.48-55
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• 2001

In this paper, sensitivity analysis for the coupled axial and torsional undamped free vibration of ship propulsion shafting is proposed. The purpose of this study is to effectively and optimally design the resonance frequencies of propulsion shafting affecting barred speed range of main engine by modifying the diameters of intermediate and propeller shafts. The presented method is validated by the sensitivity analysis for the natural frequencies of propulsion shafting of two real large merchant ships. In addition, the changes of natural frequency and resonance main engine speed are discussed in case that the diameter is varied within the range regulated by the rule of shipping register.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.4
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• pp.125-133
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• 1991

For the purpose of efficiently calculating the design sensitivity and the reliability for the complicated structures in which the structural responses or limit state functions are given by implicit form, the probabilistic finite element method is introduced to formulate the deterministic design sensitivity analysis method and incorporated with the second moment reliability methods such as MVFOSM, AFOSM and SORM. Also, the probabilistic design sensitivity analysis method needed in the reliability-based design is proposed. As numerical examples, two thin plates are analyzed for the cases of plane stress and plate bending. The initial yielding is defined as failure criterion, and applied loads, yield stress, plate thickness, Young's modulus and Poisson's ratio are treated as random variables. It is found that the response variances and the failure probabilities calculated by the proposed PFEM-based reliability method show good agreement with those by Monte Carlo simulation. The probabilistic design sensitivity evaluates explicitly the contribution of each random variable to probability of failure. Further, the design change can be evaluated without any difficulty, and their effect on reliability can be estimated quickly with high accuracy.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 2005.05a
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• pp.281-286
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• 2005

This paper presents sensitivity analysis of generalized rapid relaxation inversion (GRRI) algorithm for inverting controlled-source audio-frequency magnetotelluric (CSAMT) data. The algorithm was originally developed by modifying the RRI algorithm to recover a two-dimensional (2-D) conductivity structure of the Earth from MT data, but can be extended to include CSAMT data if it is combined with 2.5-D forward modeling. These GRRI approximate sensitivities are validated by comparison with exact 1-D and 2.5-D sensitivities. The comparison shows that the GRRI sensitivity is a good approximation to the exact sensitivity and has about half magnitude of the RRI sensitivity. Although the magnitude of the GRRI sensitivity is still slightly larger than that of the 2.5-D sensitivity, both sensitivities are broadly similar in shape when source-receiver offsets are greater than one skin depth on the Earth.