• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.645-648
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• 2010

논문에서는 부착식 텐던 격납건물의 유효긴장력 평가를 위해서 제작된 테스트 빔에 대한 고유진동수 해석을 수행하였고, 그 결과를 기술하였다. 제작된 테스트 빔은 원전 격납건물의 1/5 축소모형으로 설계하였고, 긴장력 수준을 5가지로 분류하여 실험에 의한 고유진동수와 SI(System Identification)기법을 위하여 모델링한 3차원 유한요소해석에 의한 고유진동수를 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1991.04a
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• pp.159-161
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• 1991

보는 토목, 건설, 기계, 선박, 항공등 각종 구조공학 관련분야에서 가장 기본이 되는 구조단위 중에 하나이다. 구조물에서 단면을 변단면으로 하는 경우에는 재료가 절약되는 경제적 잇점이 있을 뿐만 아니라 미적 감각등 여러가지 이유로 변단면을 많이 사용하는 추세이다. 이 논문은 변단면 보의 자유진동을 해석한 결과를 통계적으로 처리하여 변단면 보의 고유진동수를 산정할 수 있는 고유진동수 방정식을 추정하는데 연구목적이 있다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.2
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• pp.367-377
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• 2002

This paper deals with the free vibrations of shallow arches resting on elastic foundations. Foundations we assumed to follow the hypothesis proposed by Pasternak. The governing differential equation is derived for the in-plane free vibration of linearly elastic arches of uniform stiffness and constant mass per unit length. Two arch shapes with hinged-hinged and clamped-clamped end constraints we considered in analysis. The frequency equations (lowest symmetrical and antisymmetrical frequency equations) we obtained by Galerkin's method. The effects of arch rise, Winkler foundation parameter and shear foundation parameter on the lowest two natural frequencies are investigated. The effect of initial arch shapes on frequencies is also studied.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.4
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• pp.363-372
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• 2016

When a system consisting of rigid and flexible bodies is optimized to improve its dynamic characteristics, its eigenfrequencies are typically maximized. While topology optimization formulations dealing with simultaneous design of a system of rigid and flexible bodies are available, studies on eigenvalue maximization of the system are rare. In particular, no work has solved for the case when the target frequency becomes one of the repeated eigenfrequencies. The problem involving repeated eigenfrequencies is solved in this study, and a topology optimization formulation and sensitivity analysis are presented. Further, several numerical case studies are considered to demonstrate the validity of the proposed formulation.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.5 no.2
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• pp.125-138
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• 2001

고유진동수와 감쇠비는 지진이나 바람과 같은 동적 횡하중에 대해 구조물의 응답을 결정하는 주요한 특성이다. 본 연구는 지진하중에 대하여 목표응답 수준을 만족하는 구조물의 고유진동수와 감쇠비를 지정하고, 이 값을 실현하는 점탄성 감쇠기 파라미터의 처적분포를 구하는 설계방법을 제안한다. 여기서 지정할 고유진동수와 감쇠비는 목표응답 수준을 만족하는 여러 조합 중 설계조건과 원래 건물의 특성에 따라 결정될 수 있다. 제안한 설계방법은 점탄성 감쇠기의 감성 파라미터를 고유값의 기울기 정보를 바탕으로 분포시키므로 최적 위치와 크기에 대한 정보를 동시에 제공한다. 예제로서 평면 10층 전단 건물을 대상으로 최적설계를 수행하여 지정된 고유값을 실현하는 파라미터의 최적분포를 구하고 이를 통해 제안한 최적 설계의 특성을 확인하였다. 또한 더 나아가 3차원 일방향 비대칭 전단전물에 제안된 최적설계를 수행하여 그에 대한 적용가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.89-92
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• 2009

본 논문에서는 비선형구조물의 위상최적화를 위하여 개발된 요소 연결 매개법 (Element Connectivity Parameterization Method)을 이용하여 기하비선형 구조물의 고유진동수(Eigenfrequency)를 최적화하는 연구를 소개한다. 기존의 밀도를 기반으로 한 위상최적화기법은 비선형 구조물의 위상최적화를 수행할 때 약한 탄성계수를 가지는 요소가 대변형을 일으켜 전체 강성행렬(Tangent Stiffness Matrix)이 양정정성(Positive definiteness)를 잃어버리는 문제점이 있어서 위상최적화를 수행하기 어렵다. 이 문제점을 해결하기 위하여 최근에 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)이 개발되었다. 이 요소 연결 매개법은 요소의 강성을 설계하는 것이 아니라 요소의 연결성을 설계하는 기법으로 이를 이용하여 비선형 구조물의 위상최적화를 효과적으로 수행할 수 있다. 이 연구에서는 요소 연결 매개법을 동적인 문제에 적용하기 위한 연구를 수행하며 이를 이용하여 비선형 구조물의 고유진동수를 최적화 하는 위상최적화 문제에 적용하였다. 비선형 수치 예제를 통하여 기하 비선형 구조물의 고유진동수를 최대화를 통하여 기하 비선형 구조물의 강성최대화 문제와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.11a
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• pp.179-184
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• 2001

대부분의 제품 생산 시에는 시제품을 제작하여 이에 대한 성능 심사를 통해 미비한 부분을 보완하기 위한 재설계 작업과정을 필요로 한다. 설계 작업에 가장 중요한 부분인 특정 설계 변수에 대한 민감도의 파악은 설계 작업의 핵심적인 역할을 하고 있다. 대개의 경우 진동설계를 위한 설계변수로 구조물의 단위면적, 길이, 재료의 성질과 같은 물리적인 변수를 많이 활용하고 있으며 이러한 변수들에 대한 민감도 해석 기법들은 이미 많은 연구를 통해 실용화되고 있다. 그러나 이러한 변수만으로는 주어진 조건을 만족하도록 설계하기가 어려운 경우가 있다. 이런 경우는 부가구조물을 첨가하여 저진동 설계조건을 만족하는 구조물을 제작하는 것이 보편적이다. 한편, 구조물의 최적화 과정에서 고유진동수를 고려해야 하는 경우가 많다. 저주파 영역의 문제에서는 첫번째 고유진동수가 구조물의 진동량에 관계되는 중요한 요인이 되고, 또한 공진에 의한 문제가 발생했을 경우에는 고유진동수를 옮겨서 공진을 회피할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 에어컨 실외기의 진동을 저감하고 그로 인한 구조기인 소음을 저감하기 위하여 음압 레벨을 바탕으로 정한 관심 주파수 영역에 고유진동수가 존재하지 않도록 부가구조물을 최적화하였다. 최적화에 필요한 민감도는 신뢰성 있는 유한요소 모델을 구성하는 것이 쉽지 않으므로 실험으로 구한 주파수 응답함수를 이용하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.789-798
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• 1991

본 연구에서는 원통형 구조물의 진동해석을 위하여 통계에너지 분석방식(st- atistical energy analysis:SEA)이 사용되었다. SEA는 4개의 물리적 변수인 구조물 질량(Mi), 주파수대역에 존재하는 고유진동수(Ni), 내부손실계수(internal loss fact- or) 및 상호손실계수(coupling loss factor)를 이용하여 구조물의 진동수준과 구조물 상호간의 에너지 교환을 해석하는 방법으로서 비록 넓은 주파수 범위에 걸쳐 정확한 진동예측을 하기에는 어느정도 오차가 예상되는 단점이 있으나 진동해석이 용이하고 복잡한 계산을 필요로 하지 않기 때문에 대형구조물의 진동해석에 많이 사용되고 있 는 기법이다. 따라서 연구의 대상인 원통형 구조물의 고유진동수를 예측하기 위하여 일차적으로 반경에 의한 곡률영향을 배제시킨 평판에 대한 분석이 시도되었다. 이와 함께 주어진 주파수 대역에 걸쳐 평판및 원통형 구조물의 고유진동수의 차이를 비교하 였다.그결과로부터 원통형 구조물에 대한 고유진동수 계산식을 평판구조물의 굽힘 강성과 곡률반경으로 야기되는 표면응력에 의한 함수로 표현하였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.20 no.6
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• pp.58-64
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• 2016

Vibrational characteristics of curved pipe structures are investigated with respect to the change of inside flow velocities. Based upon the Hamilton's principle, the equations of motions are derived, and the finite element equation is constructed to solve the frequency equation for curved pipe structures. When the initial tension is neglected in cured pipes, the natural frequencies are reduced as flow velocity increases, and the rapid decreases of the natural frequencies take place. However, when the initial tension is taken into account, the natural frequencies are not changed with the change of the flow velocity. In free vibrational simulation of pipe systems, it is necessary to calculate the initial force due to the velocity and the pressure of the fluid flow from the equilibrium. The force should be included in the equation of motion of the systems to get more accurate natural frequencies. The mechanical properties like stiffness or the location of pipe support need to be changed to avoid resonance. The natural frequencies are to be isolated from the frequency range of dominant vibration modes. The angles of elbows do not affect the change of the fundamental natural frequency, but affect the change of the third or higher natural frequencies.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.173-180
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• 1994

본 논문에서는 임의 형상의 블록 다각형 박막 고유 진동해석을 위해 파 형태의 해석해를 사용하는 새로운 기법을 제시하였다. 파 형태의 해석해를 임의 형상의 박막에 사용하는 데 있어 나타날 수 있는 시도해의 종속적인 문제점을 지적하고, 이를 극복하는 방안을 제시하였다. 여러 수치 예제를 통해 본 기법의 유용성과 타당성을 보였고, 특히 이 기법은 특정 주파수 대역에서 고유 진동수를 찾고자 할 때, 매우 효율적임을 알 수 있다. 본 논문은 기초 연구로서 제한된 모든 변이 고정된 블록 다각형 형상의 박막의 고유 진동 해석만 수행하였지만, 이 기법을 확장, 발전시켜 나가면, 어떠한 형상이나 경계조건을 갖는 박막뿐만 아니라 평판의 진동 해석에도 적용할 수 있으리라 기대하며, 이를 위한 연구가 진행중이다.