• Title/Summary/Keyword: 구조물의 에너지

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Vibration Control for Structures based on Modal Energy based Neural Networks (모드에너지 기반 신경망을 사용한 구조물의 진동제어)

  • Chang, Seong-Kyu;Kim, Doo-Kie;Kim, Ki-Hong;Kim, Yun-Seok;Lee, Seung-Woo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.53-56
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    • 2011
  • 본 논문에서는 지진시 구조물의 진동을 줄이기 위한 방법으로 모드에너지 기반 신경망 제어 방법을 제안하였다. 모드에너지 기반 신경망 제어 방법은 신경망의 학습 과정에서 구조물의 모드 에너지를 이용하여 목적함수를 구성하며, 이 목적함수를 최소로 하는 학습을 진행한다. 제안된 제어 알고리즘의 적용성을 검증하기 위해서 능동질량감쇠기(AMD, Active Mass Damper)가 설치된 3층 구조물을 예제 모델로 선택하였으며, El Centrol지진을 이용하여 모드에너지기반 신경망제어 알고리즘을 학습시켰다. 모드에너지 기반 신경망 제어 알고리즘의 제어 성능은 학습 후 임의의 지진에 대한 하중으로 California지진을 사용하여 검증하였다. 해석 결과에서 California지진에 대한 제어 전 후의 결과와 기존의 방법인 MLP(Muli-layer Perceptron)의 결과와 비교하였다. 또한 제안된 제어 방법을 적용할 때, 지진시 구조물의 비선형 거동은 제어후 거의 보이지 않는 것을 확인 할 수 있었다.

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압전션트감쇠 기초이론

  • 김재환
    • Journal of KSNVE
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    • v.14 no.2
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    • pp.46-53
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    • 2004
  • 압전션트감쇠란 압전재료를 구조물에 부착시키고 간단한 션트회로를 연결시켜 구조물의 진동에너지를 압전재료에서 전기적 에너지로 변환시킨 후 연결된 회로에서 전기에너지를 열 에너지로 소산시킴으로서 구조물의 진동 및 소음을 저감시키는 방법이다. 이 방법은 공진주파수에서 간단한 회로를 사용하여 효과적으로 진동 및 소음을 저감시킬 수 있으며 구조가 간단하고 가격이 저렴하므로 소음진동의 여러분야에 응용이 가능하다. 본 글에서는 압전션트 감쇠의 원리와 단일모드, 다중모드의 감쇠 기법의 이론을 소개한다.(중략)

Active Control Algorithm Using Probability Distribution of the Energy of Structure (구조물의 에너지 확률분포를 이용한 능동제어 알고리듬)

  • 황재승;이상현;박지훈;민경원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.73-80
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    • 2001
  • 구조물이 가지는 에너지의 확률밀도함수를 이용한 능도제어 알고리듬을 제안한다. 구조물의 에너지는 Rayleigh 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 이것은 에너지가 항상 양의 값을 가지고 최소에너지가 발생할 확률은 1이라는 조건을 Rayleigh 확률분포가 만족시킨다는 사실에 근거한다. 제어력의 크기는 가정된 확률밀도함수에 따라 구조물의 에너지가 설계자에 의해 설정된 에너지 임계값을 넘을 확률의 크기에 비례하도록 산정되며, 제어력의 방향은 Lyapunov 제어기 설계기법에 따라 결정된다. 제시된 알고리듬은 LQR 제어기와 비교하여 최대응답을 줄이는 효과를 가지며, 제어력의 임계를 고려할 수 있는 장점을 가진다. 또한 Lyapunov 제어기에서 발생가능한 채터링(chattering)현상을 피할 수 있다.

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An Energy-Dissipation-Ratio Based Structural Health Monitoring System (에너지소산률을 이용한 구조물의 건전도 모니터링에 관한 연구)

  • Heo, Gwang-Hee;Shin, Heung-Chul;Shin, Jae-Chul
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.8 no.1
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    • pp.165-174
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    • 2004
  • This research develops a technique which uses energy dissipation ratio in order to monitor the structural health on real time basis. For real-time monitoring, we employ the NExT and the ERA which enable us to obtain real-time data. Energy dissipation ratio is calculated from those data only with the damping and natural frequency of the structure, and from the calculated values we develop an algorithm (Energy dissipation method) which decides the damage degree of structure. The Energy dissipation method developed in this research is proved to be valid by comparison with other methods like the eigenparameter method and the MAC. Especially this method enables us to save measuring time and data which are the most important in real-time monitoring, and its use of the ambient vibration also makes it easy to monitor the whole structure and its damage points.

모달 변형에너지를 이용한 플로팅 구조물의 손상탐지

  • Park, Su-Yong;Jeon, Yong-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2011.06a
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    • pp.189-191
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    • 2011
  • 구조물의 동적특성인 모드형상을 통해 국부적인 손상을 탐지하는 손상평가 기법은 많은 연구자에 의해 발전되고 있다. 하지만 플로팅 구조물에 대한 손상탐지 기법은 그 사례를 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 플로팅 구조물의 함체 부분을 모델링 하고, 손상 전과 손상 후 구조물의 모드형상에서 얻을 수 있는 모달 변위로 나타낸 손상지수를 통해 플로팅 구조물에 발생할 수 있는 손상을 추정하여, 제안된 이론의 적용성을 검증 하였다.

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Helmholtz 공명원리를 이용한 해수교환형 방파제의 성능해석

  • 조일형
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 1998.09a
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    • pp.84-87
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    • 1998
  • 본 연구에서는 음향학에서 음파를 제어하는데 주로 이용되는 헤름홀츠 공명장치의 원리를 방파제에 응용하였다. 외해에서 발생된 입사파는 Fig.1에 보여진 입구를 가진 공명 구조물(Resonant Structure)을 만나면 에너지 일부는 입구를 통하여 방사(Radiate)되며 또 일부 에너지는 입구를 통하여 공명 구조물 안으로 방사된다. 공명 구조물 안으로 들어온 파의 주파수와 공명 구조물의 고유 주파수(Natural Frequency)들 중 첫 번째 공진 모드(Resonance Mode)의 주파수가 일치되면 구조물 내부에서의 파는 크게 증폭된다. (중략)

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Seismic Energy Demand of Structures Depending on Ground Motion Characteristics and Structural Properties (지반 운동과 구조물 특성에 따른 구조물의 에너지 요구량)

  • Choi, Hyun-Hoon;Kim, Jin-Koo
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.9 no.3 s.43
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    • pp.59-68
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    • 2005
  • The energy-based seismic design method Is more rational in comparison with current seismic design code in that it can directly account for the effects of cumulative damage by earthquake and hysteretic behavior of the structure. However there are research results that don't reach a consensus depending on the ground motion characteristic and structural properties. For that reason in this study the influences of ground motion characteristics and structural properties on energy demands were evaluated using 100 earthquake ground motions recorded in different soil conditions, and the results obtained were compared with those of previous works. Results show that ductility ratios and sue conditions have significant influence on input energy. The results show that the ratio of hysteretic to input energy is considerably influenced by the ductility ratio, damping ratio, and strong motion duration, while the effect of site condition is insignificant.

A Study on the Identification and Improvement of Dynamic Characteristics of Large Structure by Substructure Synthesis Method (부분구조합성법을 이용한 대형 구조물의 동특성 규명 및 개선에 관한 연구)

  • Oh, Jae-Eung;Lee, Jeong-Hwan;Jo, Jun-Ho;Park, Ho
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.10a
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    • pp.177-183
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    • 1993
  • 본 연구에서는 범용 구조 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 이용하여 대형 구조물인 안테나 각 분계의 동특성을 파악하고, 부분구조합성법을 이용하여 구조물 전체의 동특성을 파악하였다. 또한 구조물의 주파수 응답 함수를 이 용하여 지배적인 고유모드를 구하였고, 각 분계의 변형 및 운동 에너지를 산 출하여 전체 고유모드에 대한 분계의 에너지 기여도 파악하였으며, 이와 같 은 진동 요인 분석에 따른 진동 대책으로, 변형 및 운동 에너지 기여도가 높 은 분계의 질량 및 강성 변경에 따른 구조물의 동특성 변화를 예측함으로 구조물의 동특성 개선의 방향을 제시하였다.

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A Study on Natural Freauencies of Cylindrical Structures Using Modal Lattice Domain (모드 평면을 이용한 원통형 구조물의 고유진동수 해석에 관한 연구)

  • 김정태;김동혁;이용봉
    • 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.

Damage Detection in a Beam Structure Using Modal Strain Energy (빔 구조물의 모달 변형에너지를 이용한 손상탐지)

  • 박수용;최상현
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.16 no.3
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    • pp.333-342
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    • 2003
  • The objective of this paper is to present an algorithm to locate and size damage in a beam structure. The method uses the changes in the modal strain energy distribution. A damage index, utilized to identify possible location and corresponding severity of local damage, is formulated and expressed in terms of modal displacements that can be obtained from mode shapes of the undamaged and the damaged structures. The possible damage locations in the structure arc determined by the application of damage indicator according to previously developed decision rules. The robustness and effectiveness of the method arc demonstrated using numerical examples of beam structures with simulated damage.