• 제목/요약/키워드: 비선형 현

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비선형 FEM 해석을 이용한 기존 강재 주탑기부 설계의 개선방안 연구 (A Study on the Improvement of the Steel Pylon Base Design Using Nonlinear FEM Analysis)

  • 정수형;박성우
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.19-30
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    • 2014
  • 본 연구에서는 강주탑 기부와 기초콘크리트 연결 구조에 대해서 국내에서 특수교량의 강주탑 기부 설계에 보편적으로 적용하고 있는 명석해협대교(明石海峽大橋) 시방기준과 비선형 FEM 해석결과를 비교하였다. 명석해협대교(明石海峽大橋) 시방기준은 1970년도에 만들어진 일본 기준으로 주탑 기부와 PS 강봉 및 기초콘크리트를 스프링으로 선형 모델링하여 설계하는 방법으로서 43년이 지난 지금까지도 간편성을 이유로 이 기준을 적용하고 있다. 그러나 비선형 FEM 해석결과의 비교를 통해 특수 장대교의 강주탑 기부의 해석 및 설계에 이 기준을 적용하는 것은 여러 가지 문제점이 있음을 알 수 있었으며, 풍하중, 지진하중에 주요하게 저항하면서도 다양한 부재들로 복잡하게 연결된 강주탑 기부에 대해서는 한계상태설계법으로 발전하려는 현 시대에 맞추어 실제 거동을 반영하는 비선형 FEM해석을 적용해야 할 것이다.

바닥면이 오목한 이동형 소방용수 저장탱크의 수직 벽면에서의 동수력 연구: 비선형 Peregrine 모델 (Investigation of Hydrodynamic Force in a Portable Water Storage Tank of Reentrant Bottom Shape using Nonlinear Peregrine Model)

  • 박진수;소수현;장택수
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권5호
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    • pp.61-65
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    • 2019
  • 본 연구에서는 비선형 Peregrine 모델을 이용하여 바닥면이 오목한 이동형 소방용수 저장탱크 내에 용수 공급 노즐로부터 낙하한 용수로 인해 발생한 수면의 출렁임을 수치 모의하고 저장탱크의 수직 벽면에 작용하는 유체 동수력에 미치는 영향을 밝혔다. 또한 기존의 선형 Peregrine 모델을 이용한 수치 모의 연구 결과와 본 연구의 비선형 Peregrine 모델로 동일한 조건에서 수치 모의 계산하여 출렁임의 최대 파고 오름 높이와 출렁임에 의한 동수력 변화를 서로 비교하였다. 그 결과, 저장탱크 내부에 발생하는 출렁임의 움직임과 수직 벽면에 미치는 동수력의 영향을 고려할 수 있기 위해서는 비선형 Peregrine 모델을 사용하는 것이 더 적합하게 모의되는 것을 밝혔다. 이러한 결과는 이동형 소방용수 저장탱크의 안정적인 구조 설계에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

현행설계법 및 하중저항계수설계법에 의한 완전 조립식 교량 하부구조의 설계결과 비교 (Design Comparison of Totally Prefabricated Bridge Substructure Systems Designed by Present Design and LRFD Methods)

  • 김태훈;김영진;신현목
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.11-22
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    • 2011
  • 개발된 완전 조립식 교량 하부구조에 대한 설계비교와 비선형 해석을 수행하였다. 조립식 교량 하부구조는 현행설계법과 하중저항계수설계법으로 설계하였다. 설계시에는 현 도로교설계기준에 규정된 DB-24 및 DL-24 설계활하중을 적용하였다. 이 연구는 비선형 유한요소해석을 통해서 완전 조립식 교량 하부구조의 현행 설계법인 KHBD (2005)와 AASHTO-LRFD (2007)를 평가하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다.

비탄성 지진응답 제어를 위한 ATC-55에 기반한 마찰감쇠기 설계절차 (ATC-55 Based Friction Damper Design Procedure for Controlling Inelastic Seismic Responses)

  • 김형섭;민경원;이상현;박지훈
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권1호통권41호
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • 본 논문의 목적은 탄성과 비탄성 구조물의 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계절차를 제시하는 것이다. ATC-40과 ATC-55를 이용하여 비탄성 구조물의 등가선형감쇠비와 등가선형주기를 구하였고, 이에 기초하여 목표 성능을 만족하기 위한 마찰감쇠기의 최대마찰력을 결정하는 식을 제시하였다. 이 식은 항복 전후 강성비와 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도비, 그리고 구조물의 주기에 따라 비선형 수치해석과 오차가 발생한다. 수식에 의해 산출한 최대마찰력과 비선형 수치 해석에 의해 산출된 값과의 오차를 줄이기 위하여, 최소 제곱법을 사용하여 오차 보정식을 제시하였다. 수치해석결과는 제안된 보정식을 사용하면 탄성 및 비탄성 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계를 합리적으로 수행할 수 있음을 보여준다

동적거동에 기초한 약진지역 철골뼈대구조물의 내진설계 (Earthquake Resistant Design of a Steel Framed Structure in Low Seismic Regions Based on the Dynamic Behaviour)

  • 국승규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.59-66
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    • 2001
  • 구조물 내진설계의 개념은 기존요구조건이라는 조항으로 시방서에 규정되어 있으며 구조물이 지진발생시에 안전성과 경제성을 최대한 확보할 수 있으며 비선형시간 이력해석을 수행하여 자진시의 동적거동을 기술함으로써 확인할 수 있다. 내진설계에 보편적으로 적용하는 응답스펙트럼해석법은 선형해석법으로 구조물의 비선형동적거동의 영향을 거동계수로 반영하므로 파괴메카니즘 및 기본 요구조건의 만족여부를 거동계수를 구하는 과정으로 결정할 수 있다. 이 연구에서는 내진설계방식에 의해 설계된 약진지역에 의한 화학공장건물의 모델인 3차원 철골뼈대구조물을 선정하고 거동계수를 결정하는 과정을 수행하여 지진시의 동적거동을 확인하였다. 이 연구의 결과, 현 시방서의 응답스펙트럼해석법에 적용되는 거동계수는 강진지역의 구조물의 경우 기능성 및 안정성 한계를 제시하지만 약진지역 구조물의 경우는 실제 동적거동과 무관하다는것과 약진 지역에 위치한 구조물의 내진설계에는 시방서가 제시한 내진설계방식을 적용하는 것이 주요한 사항임을 확인하였다.

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다항식을 이용한 전치 왜곡기의 성능 개선 기법 (A Enhancement Technique for Predistorter based Polynomial Technique)

  • 김진민;김건;박소라;서재현;송윤정;이용태
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.29-32
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    • 2009
  • 무선 방송 통신 시스템에서는 높은 전력신호를 송신하기 위하여 고전력 증폭기(HPA)를 사용한다. 그러나 고전력 증폭기는 비선형 왜곡 특성을 가지고 있으며 이는 송신 신호의 품질을 저하하는 요소로 작용한다. 비선형 왜곡특성을 극복하기 위하여 여러 가지 방법이 제안되었으며 이중 LUT를 사용하는 전치 왜곡기법과 다항식을 이용한 전치 왜곡기법이 많이 사용된다. 본 논문에서는 다항식을 이용한 전치 왜곡기에서 기존보다 작은 오차와 안정화된 역함수를 제안하고 모의실험을 통하여 기존 보다 개선된 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

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적응 퍼지 관측기를 이용한 비선형 시스템의 강인한 제어기 설계 (Robust Adaptive Fuzzy Observer Based Control for Unknown Nonlinear Systems)

  • 류태영;현창호;김은태;박민용
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
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    • pp.420-424
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    • 2006
  • 본 논문에서는 외란을 갖는 불확실한 비선형 시스템을 제어하기 위하여 $H^{\infty}$ 제어를 이용한 강인 간접 적응 퍼지 관측기를 설계하여 상태변수를 관측하고 외란관측기를 설계하여 시스템의 외란을 제거하는 강인한 제어기를 구성한다. 제안된 외란관측기는 시스템과 외란의 대역폭보다 큰 궤환 이득을 가짐으로써 기존의 역플랜트 모델 또는 퍼지 기반의 외란관측기 보다 간단한 구조를 가지고 외란과 시스템 모델링 오차의 합을 관측해 낼 수 있다. 본 논문에서는 도립진자 시스템의 모의실험을 통하여 관측기, 외란관측기와 제어기의 성능을 평가한다.

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프리캐스트 교각 코핑부의 비선형 유한요소해석 (Nonlinear Finite Element Analysis of Precast Pier Coping)

  • 천주현;김태훈;김영진;신현목
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.153-154
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    • 2010
  • 최적의 완전 조립식 교량 하부구조 시스템을 완성하기 위한 일환으로 전단저항 연결구조를 갖는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각구체 및 프리캐스트 기초부 개발에 대한 선행 연구에 이어, 프리캐스트 교각 코핑부에 대한 요소 실험체를 개발 제작하여 이에 대한 실험을 수행하였다. 신뢰성 있는 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)을 통한 실험결과와의 비교 분석을 수행하여 프리캐스트 교각 코핑부에 대한 안정성 및 극한 거동에 대한 평가를 수행하였다.

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접압롤 및 보조닙롤이 있는 권취공정에서의 장력의 비선형 PID제어 (Non-linear PID Tension Control in a Winding Process with a Contact Roll and a Nip Roll)

  • 신기현;김규태;천성민
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.45-52
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    • 1998
  • The contact roll is often used to regulate the winding tension as well as the entrained air in a wound roll by adjusting the contact force to the winding roll. But the contact force generated by other rolls, like assistant nip rolls, in a winding(or roll changing) process may act as disturbance to the control of the winding tension. In this paper, the mechanism of a roll change process is analysed. Ana, the behavior of the contact and the nip rolls are mathematically modeled. A nonlinear PID(NPID) controller is designed to control the winding tension and to reject the effect of disturbance generated by the nip roll on the winding tension variation. Computer simulation study showed that the performance of the suggested NPID controller is improved compared with that of the PID controller in controlling the winding tension and in rejecting the effect of the disturbance.

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확률적 비선형 동적계의 해석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of Stochastic Nonlinear Dynamic System)

  • 남성현;김호룡
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.697-704
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    • 1995
  • The dynamic characteristics of a system can be critically influenced by system uncertainty, so the dynamic system must be analyzed stochastically in consideration of system uncertainty. This study presents the stochastic model of a nonlinear dynamic system with uncertain parameters under nonstationary stochastic inputs. And this stochastic system is analyzed by a new stochastic process closure method and moment equation method. The first moment equation is numerically evaluated by Runge-Kutta method and the second moment equation is numerically evaluated by stochastic process closure method, 4th cumulant neglect closure method and Runge-Kutta method. But the first and the second moment equations are coupled each other, so this equations are approximately evaluated by a iterative method. Finally the accuracy of the present method is verified by Monte Carlo simulation.