• 제목/요약/키워드: 단자유도

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낮은 심도의 연약지반에 대한 비선형 지진응답해석 (Nonlinear Seismic Response Analysis for Shallow Soft Soil Deposits)

  • 박홍근;김동관;이경구;김동수
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1-12
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    • 2010
  • 본 연구에서는 얕은 연약지반에서 구조물-지반 상호작용의 영향을 받는 구조물의 비탄성거동을 정확히 나타낼 수 있는 유한요소해석 방법을 연구하였다. 이를 위하여, 국내의 지반특성을 반영한 얕은 연약지반과 단자유도 구조물로 2차원 유한요소모델을 구성하고, 다양한 지진파와 지반에 대해 OpenSees 해석프로그램을 이용한 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 연약지반의 비선형거동을 반영하기 위하여 일반적으로 흔히 사용되는 등가선형 주파수영역 해석 결과와 비선형 시간이력 유한요소해석 결과의 차이를 검토하였다. 그 비교결과는 등가선형강성을 사용하고 지반-구조물 상호작용을 고려하지 않는 주파수영역해석은 단주기영역의 구조물의 응답스펙트럼을 과대평가할 수 있음을 보여주었다. 응답스펙트럼에 대한 지반-구조물 상호작용의 영향은 기초크기와 구조물의 질량의 변화와 큰 관계 없이 일정하게 나타났다.

지진하중을 받는 단자유도 구조물의 신속한 동적 신뢰성 추정 방법 (Fast Dynamic Reliability Estimation Approach of Seismically Excited SDOF Structure)

  • 이도근;옥승용
    • 한국안전학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.39-48
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    • 2020
  • This study proposes a fast estimation method of dynamic reliability indices or failure probability for SDOF structure subjected to earthquake excitations. The proposed estimation method attempts to derive coefficient function for correcting dynamic effects from static reliability analysis in order to estimate the dynamic reliability analysis results. For this purpose, a total of 60 cases of structures with various characteristics of natural frequency and damping ratio under various allowable limits were taken into account, and various types of approximation coefficient functions were considered as potential candidate models for dynamic effect correction. Each reliability index was computed by directly performing static and dynamic reliability analyses for the given 60 cases, and nonlinear curve fittings for potential candidate models were performed from the computed reliability index data. Then, the optimal estimation model was determined by evaluating the accuracy of the dynamic reliability analysis results estimated from each candidate model. Additional static and dynamic reliability analyses were performed for new models with different characteristics of natural frequency, damping ratio and allowable limit. From these results, the accuracy and numerical efficiency of the optimal estimation model were compared with the dynamic reliability analysis results. As a result, it was confirmed that the proposed model can be a very efficient tool of the dynamic reliability estimation for seismically excited SDOF structure since it can provide very fast and accurate reliability analysis results.

격실 내 장애물이 폭압에 의한 인원 피해에 미치는 영향 (The Effect of Obstacles in a Compartment on Personnel Injury Caused by Blast)

  • 박성준
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.1-11
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    • 2017
  • 격실 내부에서의 폭발로 인한 인원의 피해를 분석하였다. 특히 격실 내에서 폭압 전파에 영향을 미치는 돌출된 장애물의 유무에 따른 인원 피해를 비교하였다. 격실 내에 장애물이 없는 경우에 경험적 고속처리모델을 이용하여 폭압을 예측할 수 있다. 하지만 격실 내부에서는 폭압 프로파일이 개활지에서와 달리 복잡하며 의자와 같은 구조물이 존재하는 경우에는 경험적 고속처리모델 적용이 불가하다. 따라서 장애물이 있는 격실 내부 폭압은 유한요소해석을 이용해 획득하였다. 또한 개활지의 폭압 프로파일을 기준으로 개발된 Friedlander 압력-충격량 곡선을 격실 내부에서의 복잡한 폭압 전파로 인해 피해평가에 적용할 수 없어, Axelsson 단자유도 모델을 적용하여 인원 피해를 분석하였다. 장애물이 있는 경우 인원의 흉벽 속도는 26에서 76 퍼센트(%) 만큼 감소되었으며 격실내 인원피해 또한 감소되었다.

단순화 모델에서의 응답스펙트럼과 시간이력 내진해석 결과를 활용한 해양플랜트용 매니폴드 실제품의 내진강도 평가 (Seismic Access of Offshore Subsea Manifold using RSA and THA Seismic Analysis Results for Simplified Model)

  • 이은호;곽시영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.7-16
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    • 2019
  • 본 논문에서는 해양플랜트용 매니폴드 구조물의 내진해석을 위해, 단순화 모델에 대해 응답스펙트럽해석(RSA) 및 시간이력해석(THA)을 여러 조건으로 진행하여 비교 검토하였다. 응답스펙트럼해석은 ISO19901-2에 따른 내진설계 절차를 이용하였다. 시간이력해석의 경우, 응답스펙트럼으로 가속도와 변위에 대한 지진이력을 인공적으로 만든뒤 Explicit와 Implicit 솔버를 사용하여 해석하였다. 단자유도 모델을 사용하여 해석방법을 검증하였으며, 매니폴드 구조물을 단순화한 모델에서 시간이력해석과 응답스펙트럼해석법의 차이를 분석하였다. 복잡한 실제 구조물에 대해서 직접적인 시간이력해석은 불가능하므로 응답스펙트럼해석법을 적용하였고, 단순화 모델에서 분석한 결과 차이를 활용하여 실제 구조물의 안전성을 판단하였다.

플랜트 폭발 사례 분석을 통한 증기운 폭발의 폭압 산정법 연구 (Study on the Calculation of the Blast Pressure of Vapor Cloud Explosions by Analyzing Plant Explosion Cases)

  • 이승훈;김한수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.1-8
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    • 2021
  • 플랜트 증기운 폭발은 TNT 폭발물에 의한 폭발과는 다른 특징이 있으며 압력파 양상과 비슷하다. 대표적인 유형의 폭압 산정법은 TNT 등가량 환산법과 멀티에너지법이 있다. TNT 등가량 환산법은 폭굉과 같은 충격파를 전제로 하며, 멀티에너지법은 폭연과 같은 압력파를 전제로 한다. 본 연구는 세 가지 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭압을 도출하기 위한 연구를 수행하였다. 폭발 사례에 대하여 피해를 입은 부재를 선정한 후, 단자유도 해석과 비선형 동적 해석을 수행하여 변형과 손상 정도를 비교분석하였다. 구조물의 피해 정도는 TNT 등가량 환산법보다는 멀티에너지법에 의한 폭압을 사용한 경우가 실제 상황에 더욱 근접한 것으로 나타났다. 또한, 멀티에너지법의 폭발강도계수를 7 또는 8로 가정할 경우 증기운 폭발의 폭압 모델을 비교적 정확하게 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

철근콘크리트 벽체구조물의 지진응답에 대한 비선형 해석기법의 영향 (Effect of Nonlinear Analysis Procedures for Seismic Responses of Reinforced Concrete Wall Structure)

  • 송종걸;장동휘;정영화
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4A호
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    • pp.659-675
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    • 2006
  • 근래에 비선형 정적해석법에 기초를 둔 성능-기반 방법이 각광을 받으면서 개선되고 있다. 역량스펙트럼 방법과 변위계수법이 비선형 정적해석법 중에서 대표적이라고 할 수 있다. 새로 건설되거나 기존의 구조물에 대하여 내진설계와 내진성능 평가에 대한 비선형 정적해석법의 적용성을 평가하기 위해서는 우선적으로 역량스펙트럼 방법과 변위계수법의 정확성이 평가되어야 한다. 비선형 정적해석법의 정확성은 근거리 및 원거리 지진하중에 대한 철근 콘크리트 벽체 구조물의 진동대 실험결과와 비교하여 평가하였다. 또한, 단자유도계, 등가단자유도계와 다자유도계에 대한 비선형 동적해석기법에 의해 평가된 지진응답도 진동대 실험결과와 비교하여 평가하였다.

단자유도 해석모델을 활용한 응답스펙트럼과 지진취약도 곡선과의 관계에 대한 연구 (A Study on the Relationship between Response Spectrum and Seismic Fragility Using Single Degree of Freedom System)

  • 박상기;조정래;조창백;이진혁;김동찬
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.245-252
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    • 2023
  • In general, the design response spectrum in seismic design codes is based on the mean-plus-one-standard deviation response spectrum to secure high safety. In this study, response spectrum analysis was performed using seismic wave records adopted in domestic horizontal design spectrum development studies, while three response spectra were calculated by combining the mean and standard deviation of the spectra. Seismic wave spectral matching generated seismic wave sets matching each response spectrum. Then, seismic fragility was performed by setting three damage levels using a single-degree-of-freedom system. A correlation analysis was performed using a comparative analysis of the change in the response spectrum and the seismic fragility concerning the three response spectra. Finally, in the case of the response spectrum considering the mean and standard deviation, like the design response spectrum, the earthquake load was relatively high, indicating that conservative design or high safety can be secured.

비선형 지반을 고려한 암반지진에 의한 구조물의 수평방향 탄성거동 (Horizontal Elastic Response of a Structure to Bedrock Earthquake with the Nonlinear Soil Layer)

  • 김용석
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.83-92
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    • 2002
  • 지반조건은 구조물의 지진거동에 매우 큰 영향을 미치고 성능에 기준한 내진설계에 중요한 요소이다. 이 논문에서는 지진에 의한 지반의 비선형성을 포함한 지반의 비선형성이 구조물의 탄성지진거동에 미치는 영향을 지반 구조물 일괄해석 유한요소법과 지반의 비선형성을 구현하기 위해 Ramberg-Osgood 토질모델에 대한 근사 선형 반복해석 법으로 연구하였다. 연구는 말뚝기초의 유무를 고려한 주기가 변하는 선형 단자유도계에 지표에서 기록된 1940년 El Centro 지진을 적용하여 수행하였다. 연구결과에 의하면 연약지반의 비선형 특성 영향이 구조물의 탄성 지진거동에 매우 중요하고, 성능에 기준한 지반의 비선형성을 고려한 구조물의 내진설계가 필요하다는 것을 잘 보여주고 있다.

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유도 전동기 단자전압 전류에 의한 속도계산 및 속도제어에 관한 연구 (A Study on the Speed Calculation and Speed Control Based on the Induction Motor Terminal Quantities)

  • 박민호;설승기
    • 대한전기학회논문지
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    • 제35권10호
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    • pp.445-451
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    • 1986
  • The speed control system of induction motor without speed sensor is proposed in this paper. The speed of induction motor is calculated by motor terminal voltages and currents. The equations for speed calculation are derived and they are implemented on 16bit micro-processor Mc68000. The software and hardware for the Mc 68000 is developed. To prove the validity of the proposed method, the calculated speed is compared with the measured speed. The maximum speed error is nearly 1% in the overall range. The proposed speed calculation method is applied to the Current Source Inverter(CSI) fed induction motor drive system. The experimental results show the good dynamics and the resonable speed control accuracy.

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자동자식 교류발전기 (Self-exciting A, C, generator)

  • 윤병의
    • 전기의세계
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    • 제18권3호
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    • pp.34-39
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    • 1969
  • 종래 사용되어온 교류발전기의 자동전압조정기는 직류여자기의 계자전류를 제어함으로써 교류 발전기의 단자전압을 일정하게 유지하는 방식이었다. 이경우 정정시의 전압변동을 적게하는 것은 비교적 용이하지만 급격한 부하변동에 대해서는 불경하였다. 즉 발전기에 급히 부하가 걸리면 발전기의 특성에 의하여 결정되는 전압이 순간적으로 떨어지고 또 발전기에는 복권작용이 없고 직류여자기및 제어장치의 시정수에 의한 조정작용의 시간적 늦음이 있기때문에 발전기의 전압은 더욱 강하한다. 이 전압강하의 방지책으로 발전기를 필요이상 크게하여 단종비를 크게하고 또 속응여자를 행하고 있다. 그리고 발전기의 부하가 유도전동기이 가능한 것은 소용량에 한하고 거의 모두 감압기동을 하고 있었다. 이 난점을 보상하기 위해 주회로전류에 의한 복권특성을 갖는 자여자교류발전기가 개발되어 왔으며 근래에는 S.C.R (Silicon Controlled Rectifier)의 발달에 따라 자기증폭기식에서 Transistor-Thyristor식으로 변천하고 있다. 여기서는 자여자발전기를 이용한 정전압장치부 자려자교류벌전기 75KVA에 대한 특성을 소개하고자 한다.

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