• Title/Summary/Keyword: 수직가속도

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Application of Tuned Mass Damper to Suppress Man-Induced Vibrations of Cable Stayed Foot-bridge (사장교형식 보도교의 보행진동제어를 위한 TMD 적용)

  • Kim, Yun-Seok;Lee, Seung-Woo;Kim, Jae-Min;Chang, Seong-Kyu
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.74-74
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    • 2011
  • 본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

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Ambulatory System for Context Awareness Using a Accelerometer Sensor (가속도센서를 이용한 상황인식 시스템)

  • Jin Gye-Hwan;Lee Sang-Bock;Choi Hun;Suh Jae-Won;Bae Hyeon-Deok;Lee Tae-Soo
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.5 no.5
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    • pp.287-295
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    • 2005
  • This paper describes user context awareness system, which is one of the most essential technologies in various application services of ubiquitous computing. The proposed system used two-akial accelerometer, embedded in SenseWear(R)PRO2 Armband (BodyMedia). When it was worn on the right upper arm of the experiment subjects, MAD (mean of absolute difference) value of the sensor data was calculated to quantify the amount of the wear's activity. Using this data, PC-based fuzzy inference system was realized to distinguish human motion states, such as, lying, sitting, walking and running and to recognize the restricted emergency situations. In laboratory experiment, the amount of activities for tying, sitting, walking and running were 0.204 g/s, 0.373 g/s, 2.808 g/s and 16.243 g/s respectively. The recognition rates of human motion states were 96.7 %, 93.0 %, 95.2 % and 98.4 % respectively for lying, sitting, walking and running. The recognition rate of restricted emergency situation was 100%.

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Research on Serviceability Evaluation Methods for Human Comfort in Relation to the Motion of Floating Structures (부유식 인프라의 동요와 인간의 편안함에 대한 사용성 평가방법 연구)

  • Jeong, Youn-Ju;Kim, Jeongsoo;Kim, Young-Taek
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.44 no.5
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    • pp.595-602
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    • 2024
  • This paper analyzes serviceability guidelines and index related to the motion of floating structures concerning human comfort. The guidelines for the motion of floating structures regarding human comfort must meet requirements such as including frequency range of floating structure and providing index for vertical direction, which is a major component of human discomfort. Therefore, ISO 2631-1:1997 was found to be applicable. The evaluation of serviceability of the floating structure showed that the frequency-weighted RMS acceleration, due to the characteristics of frequency weighting function, is significantly influenced by the period of the floating structure. Additionally, the frequency-weighted RMS acceleration presented lower values compared to the general RMS acceleration. These results are expected to contribute to the establishment of reasonable guidelines for human activities to the motion of floating structures.

Behavior Analysis using Wearable devices and Smartphone (웨어러블 디바이스와 스마트폰을 이용한 행동 분석)

  • Song, Wook;Hong, Min
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2015.10a
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    • pp.501-503
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    • 2015
  • 최근, 웨어러블 디바이스의 발달로 센서를 활용한 애플리케이션의 분야가 점점 확대되고 있다. 웨어러블 디바이스의 가속도, 자이로 센서를 이용한 걷기, 달리기 등의 행위 판단이 가능해졌다. 이를 바탕으로 본 논문에서는 스마트폰과 웨어러블 디바이스, 두 가지를 활용해 신체 및 손의 특정 행동을 수직, 수평 성분 추출과 데이터마이닝 툴을 이용해 분석한다. 이를 통해 특정 행동의 패턴 판단을 방법을 제시한다.

A Study on the Installation Effect Analysis and for Future Develop with Vertical Acceleration of Speed Hump (과속방지턱의 설치효과 분석 및 수직가속도에 의한 개발 연구)

  • 금기정
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.14 no.4
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    • pp.77-90
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    • 1996
  • Recently existing the road traffic low is requlated by hump standard, which is established throuth the actual england TRRL(Transpodt and Road Research Laboratory) experiment. The determined standard has been utilized, however, wihtout the test on of our street and its drivers driving characteristics. Even with the utilization, the appropriate before and after management, is not constituted. In Spite of minimum speed limit, in many case, the utilization itself is questionalble rather than the purpose of restraining speed limit or reducing vehicle confacts. Along with hump consideration, social attention is focused due to series of personal law suit(traffic accident) field against the negligence of local organization management. Therefore counter measure of safe transportation facility is urgently required. With consideration of above background, the purpose of this research is to develop the hump that is appropriate with our transportation environment. This can be achieved thr ugh analysis of hump effectiveness, examination of drivers awamess, facilitation/management problems, and various problems in verticle acceleration.

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슬라이딩 관측기를 이용한 에어셀과 반능동 서스펜션의 통합제어

  • 윤정주;유기성;이민철
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.182-182
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    • 2004
  • 기술의 발달과 생활환경의 고급화로 인해서 자동차 탑승자의 주행 안락감에 대한 욕구와 기대감이 높아지고 있어 자동차를 개발하는 데 중요한 요소가 되었다. Karnopp외 2인에 의해 제안된 스카이훅(sky-hook) 현가이론은 능동/반능동 현가장치와 관련하여 잘 알려진 제어알고리즘으로 노면의 외란에 의한 차체의 수직가속도를 줄이기 위해서 가상적인 기준면을 공증에 설정하고 차체와 가상의 기준면 사이에 감쇠기론 설치하는 개념이다. 기존의 스카이훅 현가이론을 비롯한 일반적인 제어에서는 고주파 성분의 제어 상태 파라미터들로 인하여 발생한 과도한 제어입력과 그에 따르는 제어의 비효율성이 존재하고 있다.(중략)

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Maximum Height and Velocity of Jumping Car (도약한 차량의 최대 높이 및 속도)

  • Shin, Kwang-Seong
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2012.01a
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    • pp.59-60
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    • 2012
  • 자유 낙하하는 물체가 받는 힘은 중력 뿐이다. 우리는 중력만을 받아서 운동하는 것을 자유 낙하 운동이라고 하고 자유 낙하하는 물체를 자유낙체라 한다. 다시 말해서, 물체의 초기 운동 상태와 무관하게 중력의 영향으로만 자유롭게 낙하하는 물체를 말하는 것이다. 본 논문에서는 공기의 저항을 무시하고, 수직방향으로 짧은 거리의 범위 내에서 고도에 의한 자유낙하 가속도의 변화가 없다는 가정을 하고, 자동차가 수직 상 방향으로 출발하여 도약하고 최고점에 도달하는 시간, 최대높이, 자동차가 출발 위치로 돌아오는 시간과 자동차의 속도, 자동차가 땅에 떨어질 때의 시간 및 속도에 대해 알 수 있다.

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Dynamic Analysis for a Arch Railway Bridge Considering Real Train Loads (실 열차하중을 고려한 아치 교량의 동적해석)

  • Kim, Jung-Hun;Lee, Joo-Tak;Lee, Myeong-Sup;Kang, Young-Jong
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2010.02a
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    • pp.77.2-77.2
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    • 2010
  • 고속열차(KTX)를 지지하는 구조물은 차량과 지속적인 접촉을 갖는 구조를 가지고 있으므로 고속열차의 운행 안정성(동적거동)을 고려한 설계가 필요하다. 또한, 상부 구조물은 고속열차의 연행이동집중하중을 지지하며, 이러한 하중조건을 갖는 차량이 운행할 때 상부 구조물은 설계 기준사항들을 만족해야한다. 호남고속철도 설계지침에 의하면 고속열차(KTX)의 운행 안정성을 평가하기 위한 항목들로 대상 교량의 고유진동수, 상판 수직가속도, 면틀림 그리고 승차감을 고려한 연직처침 등이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 KTX의 실 열차하중을 고려하여 연행이동집중하중으로 아치 교량의 동적거동을 검토하였으며, 호남고속철도 설계지침을 적용하여 대상 교량의 운행 안정성을 평가하였다.

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Aesthetic Measure of Video Image (차량의 낙하 속도 및 시간)

  • Shin, Kwang-Seong;Shin, Seong-Yoon;Rhee, Yang-Won
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2011.10a
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    • pp.135-136
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    • 2011
  • 자유낙체란 자유로이 낙하하는 물체를 말한다. 즉 물체의 초기 운동 상태와 무관하게 중력의 영향으로만 자유롭게 낙하하는 물체를 말하는 것이다. 본 논문에서는 공기의 저항을 무시하고, 수직방향으로 짧은 거리의 범위 내에서 고도에 의한 자유낙하 가속도의 변화가 없다고 가정한다. 이러한 가정 하에, 자동차가 수직 상 방향으로 출발하여 최고점에 도달하는 시간, 최대높이, 자동차가 출발 위치로 돌아오는 시간과 자동차의 속도, 자동차가 땅에 떨어질 때의 시간 및 속도에 대하여 알아본다.

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Dynamic Analysis for Evaluation of Speed Control Hump Dimensions (과속방지턱 설치규격 검토를 위한 동역학적 분석)

  • Shim, Jae-Soo;Choi, Hyun-Gyu;Kim, Seong-Min
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.13 no.3
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    • pp.15-20
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    • 2011
  • This study was conducted to evaluate the characteristics of installation dimensions of speed control humps based on the theoretical dynamic analyses. The field surveys of speed control humps were performed first to compare their sizes with those suggested in the installation standard. Then, the displacement response spectra under impact loads were obtained using the single degree of freedom models where the vehicle and human were assumed to combine completely. The analysis results showed that the human perception became larger as the width and height of the humps increased, but the extremely higher uncomfortableness should be avoided. In addition, the ratio between the width and height should be considered when the humps are designed and installed because the ratio governs the vertical acceleration magnitude.