소음제어대책 수립시, 흡음구조는 공조용소음기, 공업용소음기, Enclosure, 실 내 흡음판등에 폭넓게 이용되고 있다. 흡음구조의 재료중 글라스울은 뛰어난 흡음성능과 고온에서의 내구성 및 난연성등으로 인하여 여러 흡음재료중에 서 가장 많이 이용되고 있으나 글라스율 미립자의 비산 및 강도문제로 글라 스율에 글라스 클로스(Glass Cloth), P.E.Film등과 같은 글라스울 비산방지막 과 유공함석판을 붙인 흡음구조체로 제작하여 이용하는 것이 일반적이다. 국 내외적으로 글라스울만의 흡음율 데이타는 각종 문헌등에 많이 발표되어 있 으나 글라스울에 글라스울 비산방지막과 유공함석판을 붙인 흡음구조체의 흡음율데이타는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 글라스울 흡음구 조체의 글라스울의 밀도, 글라스울 비산방지막의 종류, 유공함석판의 유공치 수 등에 따른 흡음특성을 잔향실법 흡음율측정방법에 의해 측정 평가하고 이들을 상호 비교검토하여 각종 소음 제어대책의 기초 설계자료로 제시하고 자 한다.
본 논문은 공간구조의 기본 요소인 피라미드형 구조단위에 대한 해석과 포스트텐션 시험의 결과를 기술하였다. 시험과정 중에 관찰된 거동 특성을 분석하고 수치해석의 결과와 비교 검토하였으며 시험모델에 대한 미케니즘(Mechanism)을 기하학적 해법으로 확인하였다. 이 논문의 결과는 다 방향성을 가진 조인트 시스템(Mero Joint System)을 이용한 공간구조의 거동을 정확하게 예측할 수 있고 비교적 작은 포스트텐션력으로 공간구조의 형성과 시공이 가능함을 제안하고 있으며 공간구조가 미케니즘을 포함할 경우 큰 변형이 일어나므로 비선형 거동을 고려해야 함을 나타내고 있다.
이 연구에서는 보령화력발전소 방수로 수중방류구조에 대한 수리모형실험을 수행하여 수중방류구조 내 흐름 양상을 고찰하고, 수평 유공판의 거품저감 효과를 검토하였다. 수중방류구조 내 유속은 설계시 거품의 부상 및 외해 유출 방지를 위해 고려한 목표값 1 m/s 이내에 분포하였다. 또한, 2차 낙하 위치에 수평 유공판을 설치함에 따라 거품 발생량이 크게 감소함을 확인하였다. 그러나, 수평 유공판 설치에 따라서 평균유속은 거의 변화가 없었으며, 다만 외해 조위가 운전정지수위에 해당할 경우에는 수평 유공판 아래에서 연직방향 흐름의 세기가 감소하였다.
원자로 내부구조물을 구성하고 있는 중요한 구조물 중의 하나인 제어봉집합체 보호구조물에 대한 랜덤진동의 응답을 구하였다. 제어봉집합체 보호구조물은 본래의 설계로부터 많은 설계변동이 있었고 이에 대하여 많은 우려가 제기되었던 바 본 논문에서는 정상상태에서의 랜덤하중에 대한 동적해석을 수행하여 그 응답을 구하였고 이들을 실험치와 비교, 검토하였으며 제어봉집합체 보호구조물이 구조적으로 안전함을 보였다.
본 연구는 고층 구조물의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 효율적인 횡변위 제어 최적화기술을 제시하고자한다. 이를 위해 최적화 알고리즘의 정식화 과정이 제안되며 이를 바탕으로 횡변위제어 최적화 프로그램이 개발된다. 본 연구에서 제시한 횡변위 제어기술의 효용성을 검토하기 위해 130층 전단벽 코어 모델을 고려하였다.
복합재료가 점차 최근에 항공기에서 이차적인 구조요소에서 일차적으로 힘을 받는 구조물에 사 용됨으로써 두꺼운 복합재료 구조판과 셸의 정확한 동적, 정적거동을 예측하는 것이 중요한 문 제가 되었다. 특히 전산구조역학의 한 분야로서 복합재료 적층판의 문제는 inhomogeneity와 anisotropy 문제를 가지고 있어서 복잡하며 일차구조 (primary structrue)에서는 100장-200장의 적층도 드물지 않게 볼 수 있어서 정확한 계산을 위해서는 방대한 기억용량과 빠른 계산속도를 요구한다. 그러므로 복합재료 적층판의 거동을 정확하고 값싸고 빠르게 계산할 수 있는 이론과 수치방법의 개발이 중요한 문제이다. 이 문제는 E. Reissner, R. K. Kapania & S. Raciti, A. K. Noor & W. S., Burton, L. Librescu & J. N. Reddy, J. N. Reddy 등에 의해서 review가 행하 여졌고 이 분야의 모든 paper들의 비교적 현재까지 연구동향을 잘 묘사하고 있다. 여러 review paper들이 시간흐름상으로 여러 연구들을 잘 정리하고 있으므로 이 글에서는 논문들을 다시 review하는 것이 아니라 지난 20여 년간 이 분야에서 계속되어 온 연구중 주요한 것을 고찰하고 소개하는 것을 그 목적으로 한다.
본 연구에서는 지진하중을 받는 구조물의 MR감쇠기를 이용한 모드제어를 구현하고자 한다. 모드제어는 저차의 모드만을 이용하여 구조물의 진동을 제어한다. 따라서 토목구조물과 같은 자유도가 많은 대형구조물의 제어에 적합하며, 제어기의 설계 역시 다른 제어이론에 비해 간편하다. 모드제어에 대한 앞선 연구들이 많이 있음에도 불구하고, 반능동제어, 특히 MR감쇠기에 대한 모드제어의 성능에 대한 연구가 없었다. 본 연구에서는 MR댐퍼에 대한 효율성을 검토하기 위해서, 모드제어이론을 지진하중을 받는 구조물에 구현하였다. 센서로부터 측정된 응답을 이용하여 모드응답을 예측하기 위해 칼만필터를 구현하였으며, Spillover problem을 해결하기 위해 low-pass filter가 적용되었다. 수치예제를 통해 저차의 모드만을 제어함으로써, 구조물의 거동이 효과적으로 줄어드는 것을 확인하였다. 그러나 줄어드는 정도는 제어기의 가중치행렬과 칼만필터에 사용되는 센서에 의해 측정된 응답에 따라 다르다
지진 등과 같은 외부 진동하중에 의해 발생되는 구조물의 진동은 구조물의 독립적 거동뿐만 아니라 지반과 구조물 기초의 접촉면을 통해 상호 영향을 미치게 된다. 특히 LNG 저장탱크나 원자력발전소 등과 같이 대현 상부구조물의 경우 상호작용력은 크게 작용하게 된다. 본 연구에서는 상부 구조계의 단순화된 형태인 기초계의 동적거동을 파악하기 위해 주파수영역 경계요소법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 반무한체 상에 존재하는 무질량 강체 표면기초에 대해 반무한 기본해를 이용하여 동적거동이 고찰되었으며 기존의 해석결과와 비교, 검토하여 본 연구방법의 타당함을 입증하였다.
최근 토목, 건축재료 및 시공기술의 발전과 더불어 컴퓨터를 이용한 해석 기법의 개발, 경제규모의 확대, 주변환경과의 조화 및 미적감가의 끊임없는 추구는 구조물의 장대화, 연성화, 다양화는 물론 구조감쇠율의 감소 등을 가져옴으로서 바람에 의한 동적 거동의 영향이 증대되어 이에 대한 검토의 중요성이 크게 부각되기 시작하였다. 특히, 최근들어 활발히 계획, 공사중인 여러 현수교, 사장교 구조물 중 시공단계로서의 독립 tower, 발전소의 장대 굴뚝, 고층건물, 전망 tower, 공항 관제 탑 등이 좋은 예이다. 따라서 이들 구조물의 설계과정에서 제안된 여러형태의 진동 제어 방법중 수동 감쇠장치에 대하여 소개하기로 한다. 감쇠장치는 직접 외부에 부착 하는 강제 감쇠장치와 소량의 질량, 스프링과 감쇠장치들을 조합하여 부착하는 수동 감쇠장치가 있다. 수동감쇠장치는 소규모로서 유지보수가 거의 필요 없으며 외관의 변화가 거의 없고 저렴하다는 장점이 있다. 여러종류의 수동감쇠장치, 즉 TMD, IMD 그리고 TSD에 대한 개략적인 이론과 그 사용예에 대하여 설명하였다. 실험적 검증 및 실측결과 각 장치가 바람에 의해 야기되는 진동현상을 억제하는데 매우 유효한 것으로 판정되었고 또한 크기가 소규모일 뿐 아니라 유지보수가 거의 없으며 비용도 저렴하여 국내 건설 또는 건설예정인 유사구조물에도 많은 적용이 예상된다.
일찌기 20세기 초반부터 지구의 마지막 남은 자원의 보고로서 또한 미래의 생화공간으로서 해양에 대한 관심이 고조되어 왔다. 해양의 에너지/광물 자원의 개발을 위한 노력은 이미 1950년대 부터 시작되어 상당한 가시적인 성과를 얻고 있다. 최근에는 특히 환경보존에 대한 관심이 고조됨에 따라 육상기피시설물(공항, 폐기물 처리시설, 원자력 발전설비 등)들의 부지확보 문제를 해결하기 위하여 해양공간을 활용하는 방안이 선진각국에서 연구되고 있으며, 그중 가장 타당성이 높은 방안의 하난로서 각종 생산활동을 위한 플랜트를 대형 부유구조물 위에 설치하는 해상플랜트(Barge Mounted Plant, BMP)가 제안되고 있다. 원자력 발전설비를 비롯한 대형 프랜트를 부유구조물 위에 설치할 경우, 지진의 영향을 극소화 할 수 있다는 장점이 있으나 해상의 파도, 조류, 바람, 일사에 의한 갑판의 열변형 등 불규칙적인 환경하중에 노출되므로 이러한 환경조건하에서 구조물이 설계 수명 동안 안전하게 기능을 다할 수 있는지를 세심하게 검토할 필요가 있다. 따라서 BMP의 안전성 평가방법에 대한 신뢰도를 높이고 평가결과에 대한 합리성을 제고하는 한편, 이를 바타응로 현재까지는 설계/건조 경험이 전무한 초대형 부유구조물의 구조설계와 관련된 기초기술 및 응용기술을 확보하는 문제는 가장 시급히 해결되어야 할 부분이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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