• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.3
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• pp.199-212
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• 1998

본 연구에서는 기설구조물에 대한 손상도 추정기법과 내진능력평가 방법에 대하여 연구하였다. 구조물의 손상도를 추정하는 방법으로는 소수의 계측 데이터를 이용한 모드섭동법(inverse modal perturbation)을 이용하였다. 구조물의 손상은 강성행렬의 감소로 표현하여, 각 요소행렬에 대한 손상을 손상지수를 사용하여 나타내었다. 구조적 손상과 이에 기인한 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 섭동방정식으로부터 구한 후, 이로부터 손상지수와 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 유동하였다. 따라서 손상 전과 후에서 구조물의 고유진동수와 모드형상을 측정하여 섭동식의 해를 구함으로써 구조물의 강성행렬의 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하게 된다. 손상도 추정에 의해 평가된 강성의 변화량에 기인한 손상 후의 기설구조물의 지진응답, 내진능력과 지진손상도의 평가를 손상전과 비교하였다. 내진능력은 구조부재에서 회전연성도 능력의 경험식을 이용하여 평가하였고, 지진손상도의 평가는 가장 많이 사용되는 방법인 Park & Ang 방법을 사용하였다. 예제해석은 다른 지진하중을 받는 2층과 8층의 예제구조물에 대해서 수행하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.13 no.4 s.35
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• pp.10-18
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• 1999

본 논문에서는 대형구조물의 해석에 있어서 부분구조합성법과 섭동법을 이용하여 복잡한 비선형시스템의 해석방법을 제안하였다. 해석방법은 전체시스템을 먼저 몇 개의 분계로 분할한다. 각 분계의 운동방정식에 비선형항이 존재하여도 전체시스템의 지배적 진동모드는 선형모드라는 가정하에 이 시스템의 각 분계를 모드좌표로 변환한다. 이때, 비선형항은 근사적으로 변환한다. 그리고 섭동법을 이용하여 각 분계의 모드좌표방정식은 섭동좌수별로 정식화되어 순차적으로 구해진다. 비선형의 감도는 비선형계수로 정의되고, 그에 상응하는 강성에 의해 구해진다. 제안된 해석방법으로 비선형회전체, 비선형 베어링-페데스탈로 구성된 대형시계구조물의 진동을 해석하였다. 해석방법의 유효성을 평가하기 위해 응답의 정도와 계산소요시간을 유한요소법의 결과와 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.3
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• pp.31-38
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• 2003

In the present work, a nonlinear inverse perturbation method which has been used in the structural optimization, is adopted so as to identify the structural damages. Unlike the structural optimization, a larger number of constrained equations than the number of unknown parameters are often required detect structural damage. Therefore, nonlinear least squares method is utilized to solve the problem. Because only a limited number of sensors are available I real situation of damage detection, the determination of sensor location becomes one of the most important issues. Hence, this work concentrates on the issue of sensor placement in the framework of nonlinear inverse perturbation method, and the performances of various methodologies concerning to sensor placement are compared with each other. The comparisons show tat the successive elimination method gets good performance for sensor placement. From the several numerical studies, it is confirmed that the inverse perturbation method, combined with the successive elimination method, is very promising in structural damage detection.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.370-375
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• 1996

부분구조합성법의 하나인 구분모드합성법을 이용하여, 비선형 진동해석을 행하는 새로운 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 비선형 운동방정식에 섭동법을 이용하여 미소변동량에 관하여 정리한 각 차수의 운동방정식에 구분모드합성법을 적용하였다. 여기서 1차의 운동방정식의 외력항은 0차의 변위로 표현하는 것에 의해 각차의 운동방정식을 풀었다. 또한, 제안한 방법을 이용하여 문형구조모델의 비선형 강제진동 시각역응답을 구하고, 그 계산결과에 관해서 검토했다. 그 결과, 본 해석방법을 특히 감쇠가 없는 경우에 있어서 비선형이 실현되고 있는 것이 확인되었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.18 no.3
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• pp.73-78
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• 1999

The paper describes a theoretical study on the flexural vibration of an elastic flat bar with periodically nonuniform material properties. The approximate solution of the natura1 frequency and mode shape has been obtained using the perturbation technique for sinusoidal modulation of the flexural rigidify and mass density. The numerical solution obtained by using the finite element method verifies the trend of the approximate solution. It appears that distributed vibrations exist in the low modes, and this approach can be extended to the vibration analysis of the p1ate in the flat panel speaker.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.5 no.6
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• pp.55-64
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• 2001

Industrial machines are sometimes exposed to the danger of earthquake. In the design of a mechanical system, this factor should be accounted for from the viewpoint of reliability to analyze a complex nonlinear structure system under random excitation is proposed. First, the actual random excitation, such as earthquake, is approximated to the corresponding Gaussian process for the statistical analysis. The modal equations of overall system are expanded sequentially. Then, the perturbed equations are synthesized into the overall system and solved in probabilistic way. Several statistical properties of a random process that are of interest in random vibration are evaluated in each substructure. Comparing with the results of the numerical simulation proved the efficiency of the proposed method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.1
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• pp.43-58
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• 2002

A methodology to nondestructively locate and estimate size of damage in beam-type structures using a few natural frequencies or a few mode shapes is presented. A damage-localization algorithm to locate damage from changes in natural frequencies and a damage-sizing algorithm to estimate crack-size from natural frequency perturbation are outlined. A damage index algorithm to localize and estimate severity of damage from monitoring changes in mode shapes is outlined. The frequency-based method and the mode-shape-based method are evaluated for several damage scenarios by locating and sizing damage in PS concrete beams lot which a few natural frequencies and mode shapes are generated from finite element models. The result of the analyses indicates that the two methods correctly localize and closely estimate the size of the crack simulated in the test beam.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.37 no.2
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• pp.107-116
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• 2016

Stability of the barotropic Rossby-Haurwitz wave is investigated using the numerical models on the global domain. The Rossby-Haurwitz wave under investigation is composed of the basic zonal flow of super-rotation and a finite amplitude spherical harmonic wave. The Rossby-Haurwitz wave is given as either steady or unsteady wave by adjusting the strength of the super-rotating zonal flow. Stability as well as the growth rate of the wave in the numerical simulation is determined by comparing the perturbation amplitude at two different time stages. Unstable modes of the Rossby-Haurwitz wave exhibited a horizontal structure composing of various zonal-wavenumber components. The vorticity perturbation for some modes showed a discontinuity around the area of weak flow, which was found robust regardless of the horizontal resolution of the model. Fourier finite element model was shown to generate the unstable mode in earlier stage of the time integration due to less accuracy compared to the spherical harmonic spectral model. Taking the overall accuracy of the models into consideration, the time by which the unstable mode begin to dominate over the spherical harmonic wave was estimated.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.20-27
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• 1991

본 논문에서는 유체-구조 상호작용해석의 일종의 3차원 접수구조물의 진동해석을 효과적으로 수행하기 위한 해석방법을 제시하기 위하여 동적재해석기법을 검토하였다. 접수구조물의 유한구조 상호작용해석 결과는 구조진동의 관심 주파수역에서는 3차원 연성 부가수질량으로 표현되는 관성력으로 나타난다. 따라서 구조질량행렬에 부가수질량 행렬이 더해져서 전체 관성력으로 표현된다. 이 부가수질량을 추가질량으로 보고 재해석기법을 응용하는 방법을 수치실험을 통해 검증하였다. 이 때 재해석기법이 갖추어야 할 조건은 원구조의 질량과 거의 같은 정도의 질량이 추가되고 또한 완전 연성질량이 추가된 경우에도 정확한 해를 주어야 한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 직접재해석기법과 섭동법을 이용한 재해석기법으로 4질량 스프링지지구조에 대한 해석을 수행한 결과 직접재해석기법의 응용이 적합함을 쉽게 입증할 수 있었다. 접수구조물의 예로는 3차원 잠수주상체에 대해 접수진동해석을 수행하였으며 그 결과 선체진동해석에 전통적으로 이용되고 있는 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 사용한 기준차수법에서는 수지모드와 수평-비틔 연성모드와 같이 서로 독립적인 모드에 대해서는 따로 진동해석을 수행해 주어야 하는 단점이 발견되었다. 이 단점을 보완한 각 모드의 3차원 수정계수행렬을 이용한 재해석기법을 도입하여 모드에 상관없이 동시에 해를 구할 수 있었다. 그러나, 이 방법은 3차원 수정계수가 구해져 있는 경우에 한해서만 적용가능하며 실제 선체진동의 경우에는 10Hz 미만의 저차 주선체 진동에 한해서만 적용가능한 방법이다. 고차의 진도옴드에는 3차원 수정계수를 구할 수 없기 때문에 유체-구조 상호작용 해석결과로부터 얻은 3차원 연성 부가수질량을 이용하게 되며 이 때 이 행렬이 접수구조 표면의 전 자유도와 연성되어 있기 때문에 방대한 방정식을 푸어야 하지만 직접재해석기법을 적용함으로써 정확한 해를 구할 수 있었다. 또한 3차원 부가수질량을 이용한 직접재해석기법은 종래의 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 이용한 방법에 비해 해석시간 면에서도 전혀 불리한 점이 없는 경제적 방법임이 밝혀졌다. 앞으로 Slamming 혹은 수중폭파 등의 충격하중에 의한 천이 구조응답 해석을 위한 효과적인 방법에 대해서도 연구결과를 발표할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.05a
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• pp.942-947
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• 2001

This paper provides a stability analysis of the transverse vibration of a spinning disk under the torque fluctuation from a permanent magnetic motor. An analytical model has been formulated for a flexible annular disk with its spinning velocity varying harmonically with the same frequency as the cogging torque. A perturbation method based on multiple time scales is applied to perform the stability analysis. Based on expressions for the amplitude and frequency of the parametric excitation, stability boundaries are determined in terms of a nominal spindle velocity, the least common multiple of poles and slots, the magnitude of torque fluctuation and the modal characteristics of. the disk. The stability diagrams predicted by perturbation have been verified numerically using the Floquet theory, which is in good agreement. In conclusion, the fluctuation in spinning velocity is found to affect the stability of the transverse vibration of a rotating disks. The results of this work can be applied to high precision spindle systems such as computer storage systems.