한국 철도교량의 약 46%를 차지하고 있는 강판형교는 노후화 및 진행성 열화로 인해 유지보수에 많은 비용과 노력이 요구되고 있다. 본 연구에서는 강철도교의 다양한 열화조건 중에서 이음부위의 볼트탈락현상을 비파괴 검사방법인 파전달을 이용하여 감지하는 과정을 유한요소해석을 통해 구현하고자 한다. 충격전압이 PZT 패치에 입력되고 이에 의해 발생된 판파(plate wave)인 비대칭 Lamb파의 전달과정을 해석하고 전달시간(time of flight)의 차이와 전달된 에너지(wavelet coefficient)의 변화를 통하여 손상여부와 손상정도 등을 확인하였다. 3차원 유한요소 상세모델을 통해 기본 모드해석, 열린회로(open circuit loop) 동적이력해석을 실행하였고 각 손상 시나리오에 따라 기존 실험결과와 비교분석을 하였다.
최근 지진에서 발생한 건물의 손상을 살펴보면, 지진하중을 받는 건물의 3차원 거동에 의해서만 설명할 수 있는 경우가 많이 있다. 특히, 비대칭의 평면을 가지는 건물에서 발생하는 비틀림 거동은 2차원 모델로는 파악하기가 어렵기 때문에 구조물과 개별 부재의 3차원 거동을 보다 정확히 이해함으로써 구조물의 내진능력을 더 정확히 평가할 수 있다. 이를 위해서는 3차원 모델에 의한 비탄성 동적해석이 필요하게 된다. 현재, 전산기의 발달과 더불어 많은 자유도를 요구하는 3차원 구조물의 비탄성해석이 가능해지고, 구조부재의 비탄성거동에 관한 많은 실험으로 다양한 구조부재의 모델이 개발되어 지진에 대한 건물의 설계시 개인용 컴퓨터를 사용하여 이러한 3차원 비탄성 동적해석의 반영이 가능하게 되었다. 실제로 지진이 많이 발생하는 국가에서는 비탄성해석에 대해 많은 연구들이 진행되고 있으며, 일부 국가에서는 건물의 내진설계시 강진에 대한 비탄성해석을 요구하고 있다. 이 글에서는 삼성건설 기술연구소에서 도곡동 102고층 건물의 해석에 사용하였던 3차원 비탄성 동적해석 프로그램인 CANNY-E에 대하여 그 구성과 특징을 소개하고자 한다.
폐쇄성 수면무호흡증 환자의 수면 구조는 정상인에 비해 서파수면과 렘수면이 줄어들고 1단계 수면, 각성, 수면 분절이 증가한다는 것은 잘 알려져 있으며 이는 각 수면 단계의 분율에 양적인 변화를 의미한다. 그러나 정상 수면 구조를 규정하는 중요한 요소인 야간 수면의 렘수면-비렘수면의 주기성과 비대칭성에 대한 비교 연구는 드물다. 이 연구는 수면전반부와 후반부의 비대칭성이 폐쇄성 수면무호흡증 환자에서 손상될 것이라는 가정을 검증해 보고자 하였다. 코골이를 주소로 을지병원 수면클리닉을 방문한 49명의 남자(평균 연령: $39.1{\pm}12.2$세)를 대상으로 야간 수면다원검사를 실시하여 수면무호흡-저호흡 지수(AHI) 15를 기준으로 나눈 단순 코골이(SSN) 군 13명과 폐쇄성 수면무호흡증(OSA) 군 34명의 수면 구조를 독립적 t 검정으로 비교하고 각 군 별로 수면 전반부 후반부의 수면 변인을 따로 구하여 짝지어진 t 검정을 하였다. 연령과 체질량 지수 등의 신체적 조건은 두 군간에 차이가 없었다. OSA 군에서 1단계 수면 비율이 유의하게 늘고, 2단계 수면 비율은 유의하게 감소하였고, 렘수면 비율은 유의하게 감소하였다. 또 전체각성지수와 호흡각성지수가 유의하게 증가하였고, 평균 심박수가 유의하게 더 높았다. 평균 동맥혈 산소포화도의 저하와 산소포화도저하지수(ODI)의 증가, 평균 무호흡시간과 최장 무호흡시간의 증가 등도 OSA 군에서 유의하게 관찰되었다. 총검사시간을 중심으로 수면을 전후반으로 나누어 각 수면 변인을 보았을 때 SSN 군에서 비대칭성(p<0.05)을 보인 변인은 2단계수면 비율, 서파수면 비율, 렘수면 비율, 자발적 각성지수, 총각성지수, 평균 동맥혈산소포화도, 심박수인 반면, OSA 군은 2단계수면 비율, 서파수면 비율, 렘수면 비율, 자발적 각성지수, 평균 무호흡시간, 최장 무호흡시간, 평균 동맥혈산소포화도, 심박수가 비대칭성(p<0.05)을 보였고, 총각성지수는 비대칭성을 보이지 않았다. 가정과 다르게 폐쇄성 수면무호흡증에서 단순 코골이에 비해 달라진 부분은 평균 수면무호흡 시간과 최장 수면무호흡 시간이 증가한 것 뿐이었고, 유일하게 총각성지수만이 비대칭성이 붕괴되어 전반부와 후반부의 차이가 없어졌다. 흥미로운 것은 알려진 수면단계의 비대칭성(전반부에 2단계수면과 서파수면의 비율이 높고, 후반부에 렘수면 비율이 높아지는 점) 이외에도 수면전반부에 총각성지수와 자발적 각성지수, 평균 심박수가 높고 후반부에 평균 동맥혈산소포화도가 높다는 사실이다. 정상 남녀 성인에서도 이러한 경향을 확인할 수 있는지 추가적인 연구가 필요하다.
본 연구는 외상성 뇌손상 청소년을 대상으로 리듬청각자극(RAS) 적용 시 선율의 유무에 따른 보행 훈련 효과를 비교하고, 보행인자의 변화를 알아보고자 시행하였다. 이를 위해 3명의 외상성 뇌손상 청소년을 대상으로 사전 사후 평가를 제외한 총 8회의 보행훈련을 진행하였다. 회기별 중재 시 선율 유무에 따른 보행 속도 차이를 비교하였고, 훈련 효과에 따른 시공간적 지표 및 운동 형상학적 지표 변화 비교를 위해 VICON 370 Motion Analysis System을 사용하여 보행 지표를 측정하였다. 연구 결과 RAS 보행 훈련 시 제공한 음악 자극 형태에 따라 보행 속도에 미치는 유의미한 영향이 없으므로, 선율의 사용 유무는 보행 훈련 효과와 직접적인 관련이 없음을 알 수 있었다. 또한 사전사후 검사 결과, RAS 보행 훈련 후 분속수, 보행 속도, 활보장, 활보장 시간, 보행 대칭성이 공통적으로 개선되었으며, 대상자 모두 공통적으로 고관절 및 슬관절의 움직임에서 필요 이상의 과도한 굴곡이나 신전이 감소함에 따라 양측의 비대칭성 감소 및 움직임의 안정성이 증가한 모습을 보였다. 리듬 적용과 리듬 자극에 선율을 반영한 음악 자극 적용에 따른 보행 속도 간 차이를 비교한 본 연구 결과는 운동기능을 위한 RAS 적용 시, 일정한 간격의 리듬자극에 의한 리듬-운동 동조화가 핵심 기제로 작용함을 시사한다. 또한, 본 연구는 외상성 뇌손상 청소년을 대상으로 RAS 보행 훈련을 통한 보행 기능뿐만 아니라 보행 패턴의 개선을 살펴본 것에 의의가 있다.
가변길이 부호는 정보원(source)의 통계적인 특성을 이용하여 부호화 효율을 높이지만, 잡음이 심한 전송 환경에서 비트오류가 발생하면 데이터를 제대로 복원할 수 없다는 단점이 있다. 최근 가변길이 부호의 문제점을 해결하기 위해 전송 오류로 인해 손상된 비디오 비트열에서 올바른 데이터를 복구할 수 있는 양방향 가변길이 부호가 제안되었다. 이러한 양방향 가 변길이 부호는 부호 구성에 따라 대칭적 양방향 가변길이 부호와 비대칭적 양방향 가변길이 부호로 나눌 수 있다. 대칭적 양방향 가변길이 부호는 비대칭적 양방향 가변길이보다 평균부호길이는 더 길지만 구현이 쉽고 메모리 사용에 장점을 가진다. 그러나, 기존의 대칭적 양방향 가변길이 부호의 생성 방법은 구현하기에 복잡하고 부호화 효율성도 다소 개선될 여지가 있다 본 논문에서는 최적화된 Huffman 부호 테이블을 통해 대칭적 양방향 가변길이 부호를 생성하는 새로운 알고리즘을 제안한다 제안된 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 부호의 생성과정이 간단하며 평균부호길이가 줄어들어 향상된 성능을 보여준다.
This paper explains the basic theory and a new development of for the residual strength prediction program of the asymmetrically damaged ships, being capable of searching moment-curvature relations considering neutral axis mobility. It is noted that moment plane and neutral axis plane should be separately defined for asymmetric sections. The validity of the new program is verified by comparing moment-curvature curves of 1/3 scaled frigate model where the results from new algorithm well coincide with experimental and nonlinear FEA results for intact condition and with nonlinear FEA results for damaged condition. Applicability of new algorithm is also verified by applying VLCC model to the newly developed program. It is proved that reduction of residual strengths is visually presented using the new algorithm when damage specifications of ABS, DNV and IMO are applied. It is concluded that the new algorithm shows very good performance to produce moment-curvature relations with neutral axis mobility on the asymmetrically damaged ships. It is expected that the new program based on the developed algorithm can largely reduce design period of FE modeling and increase user conveniences.
본 논문은 송전선로 갤러핑 현상 분석을 위해 요구되는 비대칭 송전선의 공기력 계수 측정에 관한 것으로, 세 종류의 비대칭 단면으로 구성된 단도체, 2도체 및 4도체 모형에 대해서 난류 조건에서의 풍동실험을 수행하였다. 송전선로 갤러핑은 비대칭의 착빙된 송전선에 안정된 바람이 작용하는 경우 발생하는 유체유발진동의 한 종류로, 상간 이격거리와 송전탑 하중의 계산 등 송전선의 설계시 고려해야하는 주요 인자 중 하나이다. 갤러핑에 의해 발생하는 반복적인 변동 하중은 송전선을 포함한 체결 부품 등에 큰 동응력을 발생시키는 것을 고려하여, 송전선을 비롯한 각종 부품은 마모와 피로손상에 견딜 수 있는 충분한 내구성을 가져야 한다. 국내에서도 빙설해에 의한 송전선로의 고장은 급격한 전압 강하로 인한 전기 품질에 큰 영향을 끼치는 주요 원인이 되고 있으며, 매년 약 20건 이상씩 발생하고 있는 점을 고려해, 안정적인 전력 공급과 유지, 보수 비용을 절감하기 위해서 갤러핑 현상에 대해서 기초부터 체계적인 접근이 요구되고 있다.
선행연구에서 제안된 변형률기반 전단강도모델에 근거하여, 슬래브-기둥 내부 및 외부접합부의 직접뚫림전단강도와 불균형휨모멘트강도를 정확하게 평가할 수 있는 강도모델을 개발하였다. 슬래브-기둥 접합부는 뚫림전단파괴에 앞서서 휨균열에 의해서 손상을 받으므로, 이 연구에서는 위험단면의 압축대에서 대부분의 전단저항이 발휘된다고 가정하였다. 슬래브 휨모멘트에 의해서 유발되는 압축수직응력이 콘크리트 압축대의 전단강도에 미치는 영향을 고려하기 위하여, 다축응력 상태에 대한 콘크리트 재료파괴기준을 이용하였다. 그 결과 위험단면의 전단성능이 휨손상의 정도에 따라서 정의되었다. 외부접합부는 비대칭적인 위험단면을 가지고 있으므로 하중재하방향을 고려하여 휨모멘트강도를 정의하였다. 실험 결과와 비교 결과, 제안된 강도모델은 현행 설계기준 보다 실험체의 강도를 더 정확하게 추정하는 것으로 밝혀졌다.
램파를 구조물 안전진단(structural health monitoring, 이하 SMH) 기법에 효과적으로 적용하기 위해서 구조물의 손상과 램파간의 물리적 특성 및 상호관계를 정확히 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 modal decomposition 방법을 이용하여 비대칭 불연속면에서 램파의 투과와 반사, 모드 변이를 모사하고, 그 진폭 비율을 불연속면의 깊이에 따라 예측하였다. 또한 이론적으로 예측된 결과를 압전센서(PZT)를 모사한 유한요소법(FEM) 모델과 실험을 통해 검증하였다. 그 결과, modal decomposition 방법을 이용한 이론적 예측이 압전센서를 이용한 유한요소 해석 및 실험 결과와 근접한 것을 확인하였으며, 불연속면의 깊이에 따른 램파의 반사와 투과, 모드 변이의 양을 이용하여 손상의 크기를 정량적으로 측정할 수 있는 방법을 제안하였다.
In this paper, we estimated the straight line stability by performing a 3 degree of freedom spiral test simulation of a intact/damaged surface combatant using the hydrodynamic coefficient obtained through the PMM(Planar motion mechanism) test based on system engineering process. A model ship was ONR Tumblehome and damaged compartment was set on the starboard bow. As a result of conducting a spiral test simulation based on the experimental results of J.Ha (2018), the asymmetric straight line stability due to the damaged compartment was confirmed. In the case of a ship in which the starboard bow was damaged, it was confirmed that it had the characteristic to deflect to the left when going straight. Also, when estimating the straight line stability of a both port and starboard asymmetric surface combatant, a separated equation of motion model that sees the port and starboard as different ships seems suitable.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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