• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.159-165
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• 2006

본 연구에서는 KSLV-1 2단 킥모터를 지지하는 구조물인 킥모터지지부의 콘 구조물에 대한 구조 해석을 수행하였다. 킥모터지지부는 큰 구조물외에 트러스 구조물로 구성되어있으며, 킥모터로부터 발생하는 하중은 콘 구조물이 지지하게 된다. 킥모터로부터 발생하는 하중은 1단 추력 시 관성으로 인해 발생하는 인장 하중과 2단 킥모터 추력 시 발생하는 압축 하중이며 비행 자세에 따른 전단 하중과 굽힘 하중이 있다. 본 연구에서는 콘구조물에 부가될 수 있는 여러 가지 하중 조건에 대하여 해석을 수행하였으며, 압력 배출에 유무에 따른 구조 해석도 수행하였다. 등가 하중 기준으로 킥모터 추력으로 발생되는 등가 압축 하중보다 관성으로 인해 발생하는 등가 인장 하중이 더욱 크고 구조 해석 결과 역시 안전 여유 계수가 작게 나왔다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.347-355
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• 2013

A damage estimation method for monopile support structure of offshore wind turbine using modal properties and committee of neural networks is presented for effective structural health monitoring. An analytical model for a monopile support structure is established, and the natural frequencies, mode shapes, and mode shape slopes for the support structure are calculated considering soil condition and added mass. The input to the neural networks consists of the modal properties and the output is composed of the stiffness indices of the support structure. Multiple neural networks are constructed and each individual network is trained independently with different initial synaptic weights. Then, the estimated stiffness indices from different neural networks are averaged. Ten damage cases are estimated using the proposed method, and the identified damage locations and severities agree reasonably well with the exact values. The accuracy of the estimation can be improved by applying the committee of neural networks which is a statistical approach averaging the damage indices in the functional space.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.105-111
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• 2006

돌핀계류시스템은 부유식 해양구조물의 계류장치로서 강도 및 유용도 관점에서 바람직한 대안이 될 수 있다. 돌핀계류시스템 설계과정에서 정확한 파력산정과 필요한 지지파일의 개수선정은 주요 설계요인이 된다 본 논문에서는 파의 충격하중을 포함한 외력에 대한 구조해석을 통하여 적정한 돌핀시스템의 설계과정과 형식을 제시하였다. 부유식 해양구조물을 위한 돌핀계류시스템의 경우 다수의 지지파일시스템보다 단주의 지지파일시스템이 설계관점에서, 제한적이기는 하나, 유용성이 높다는 점을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.1363-1370
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• 1995

A nonlinear dynamic modeling method for simply supported structures undergoing large overall motion is suggested. The modeling method employs Rayleigh-Ritz mode technique and Von Karman nonlinear strain measures. Numerical study shows that the suggested modeling method provides qualitatively different results from those of the Classical Linear Cartesian modeling method. Especially, natural frequency variations and residual deformation due to membrane strain effects are observed in the numerical results obtained by the suggested modeling method.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.145-155
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• 2000

지반과 구조물을 일체화시키는데 사용하는 앵커는 앵커체와 지반의 마찰력에 의해서 구조물을 지지하는 역할을 하며 앵커의 하중과 변형의 관계를 규명하기 위해서는 앵커의 마찰력 분포의 변화(하중전이)가 중요한 요소가 된다. 하중 재하시 앵커체에 발생하는 하중전이 분포는 앵커의 인발 지지력과 밀접한 관계가 있고 정착장의길이, 지반 조건 등에 따라 분포 양상이 변하기 때문에 하중 정이를 이해하기 위해서는 강선과 그라우트의 하중분포 그리로 앵커 그라우트체와 지반과의 마착력 분포를 알아야 한다. 본 연구는 미국 Texax A&M University의 점성토지반에 계측기가 장착된 10개의 그라운드 앵커를 설치하여 인발시험을 수행하였다. 앵커의 자유장 강선에 작용하는 응력, 그라우트체에 작용하는 응력, 그리고 정착장 강선의 응력을 계측하여 강선과 그라우트의 정착응력 및 그라우트와 지반에서의 마찰력 분포를 구함으로써 강선-그라우트-지반의 복합적인 거동에 따른 각 하중 단계마다의 하중전이를 얻어냈다. 또한 현장시험 결과의 역해석을 통하여 강선과 그라우트 사이의 하중과 변위의 관계와 그라우트와 지반의 하중-변위 관계를 분석하여 그라운드 앵커의 인발 특성을 예측 할 수 있는 수치해석 기법을 모델링하여 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.59-68
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• 2001

풍화토 지반에 설치된 그라운드 앵커의 하중전이 현상을 규명하기 위하여 성균관대학교 지반시험장에서 인발시험을 수행하였다. 지반과 구조물을 일체화시키는데 사용하는 앵커는 앵커체와 지반의 마찰력에 의해서 구조물을 지지하는 역할을 하며 앵커의 하중과 변형의 관계를 규명하기 위해서는 앵커의 마찰력 분포의 변화(하중전이)가 중요한 요소가 된다. 하중 재하시 앵커체에 발생하는 하중전이 분포는 앵커의 인발 지지력과 밀접한 관계가 있고 앵커체의 종류(인장형 또는 압축형), 정착장의 길이, 지반 조건 등에 따라 분포 양상이 변하기 때문에 하중전이를 이해하기 위해서는 강선과 그라우트의 하중분포 그리고 앵커 그라우트체와 지반과의 마찰력 분포를 알아야 한다. 앵커의 자유장의 강선에 작용하는 응력, 그라우트체에 작용하는 응력, 그리고 정착장 강선의 응력을 계측하여 강선과 그라우트의 정착응력 및 그라우트와 지반에서의 마찰력 분포를 구함으로써 강선-그라우트-지반의 복합적인 거동에 따른 각 하중 단계마다의 하중전이 분포를 구하였다. 또한 현장시험 결과의 신뢰성 확보를 위하여 수치해석 모델링을 통하여 해석을 수행하여 비교하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.5-18
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• 2009

국내 건축구조물 건설시 풍화대 지반(풍화토, 풍화암, 파쇄대 지반 등) 위에 건설되는 경우가 흔하게 나타나며 이 경우 경제적인 설계방안으로 풍화대의 지반지지력을 활용하기 위하여 전면기초를 사용한다. 국내 풍화대(풍화암, 풍화파쇄대, 풍화토) 지반위에 축조된 전면기초의 3가지 사례를 분석하였으며 전면기초의 설계 및 해석 절차, 침하량 평가절차, 굴착후 암반면 평가 절차, 전면기초 하부 풍화대 지반의 보강방법 결정 등에 관하여 자세하게 고찰하였다. 건축물의 전면기초를 지지하는 풍화암 또는 풍화파쇄대지반에서 사전 조사에 의한 분석뿐만 아니라 암반 노출면에 대한 암반면 조사(face mapping) 분석을 통하여 암반의 지질 구조적 특성을 평가하였으며 암반면 조사 결과를 토대로 보강방법을 결정하였다. 그리고 전면기초를 지지하는 풍화토 지반에서 직경 1m의 대형평판재하시험을 실시하였으며 크기효과를 고려하여 실제 기초의 지지력과 침하량을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.64-71
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• 2017

본 연구에서는 재킷식 해상풍력터빈 지지구조물의 효과적인 건전성 모니터링을 위하여, 손상에 의한 구조물의 모드 특성 변화 및 군집신경망기법을 이용한 손상추정기법을 제안한다. 실용적 적용을 위하여 제한된 계측자료를 활용하고, 구조적으로 중요하며 손상이 발생될 확률이 큰 것으로 판단되는 중요부재를 대상으로 손상을 추정한다. 즉, 재킷식 지지구조물은 부재 개수가 많기 때문에, 모든 부재를 적절히 식별하기 위해서는 이에 상당하는 많은 수의 계측 데이터 채널 및 센서를 설치해야 한다. 이는 건전성 모니터링의 경제적 및 실용적인 측면에서 적절치 않다고 판단되며, 본 연구에서는 중요 구조부재에 대하여 제한된 계측자료를 활용하여 집중적으로 손상추정을 수행하기 위한 연구를 수행한다. 5 MW 해상풍력터빈에 적용될 수 있는 재킷식 해상풍력터빈 지지구조물을 모델링한 후, 수치 시뮬레이션을 수행하여 신경망의 훈련패턴을 생성한다. 이후, 군집신경망기법을 이용하여 중요부재에 대한 손상위치 및 손상정도를 20가지 손상경우에 대하여 추정한 결과, 모든 손상 경우에 대하여 성공적으로 손상을 판정할 수 있었으며, 군집신경망기법을 적용함으로써 추청결과의 정확성이 향상됨을 알 수 있었다. 또한 실험연구를 통하여 기법을 검증하였는데, 3가지 손상경우에 대하여 손상을 추정한 결과 합리적으로 손상을 추정할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.35-35
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• 1999

KSTAR NBI 장치의 진공용기와 Grid에 대하여 열 및 구조해석을 ANSYS 코드를 이용하여 수행하였다. 진공용기의 경우 진공용기 지지구조물을 최적화할 수 있는 구조형상에 관하여 연구하였고, Grid의 경우 Grid 형상 및 재료 특성에 중점을 두어 연구하였다. 또한 Electron Dump의 냉각수로의 위치 및 형상, 크기를 최적화시켰다. 이번 각 구조물의 최적화 연구에서 특히 중점을 둔 사항은 재료와 관련된 경제성이다. 진공용기에서 가장 문제가 되는 것은 용기의 크기에 따른 변형도이다. 진공용기의 Cryo-sorption 패널 배기속도는 30000 I/sec 이상이고, 진공 용기의 운전시 진공도는 5$\times$10-7Torr 이하이다. 구조해석의 결과로부터 폭 3m$\times$높이 4,m$\times$길이 5m, 두께 2cm인 진공용기는 대기압 하에서 7cm의 변형도를 갖는다. 변형을 최소화하기 위해 T형 보강구조물을 부착시켰을 때 변형도가 1cm 이하로 감소함을 볼 수 있었다. [그림1] 장시간 운전시 Grid에 미치는 열부하에 의한 영향을 연구하였다. 열해석 결과와 경제성, 가공성을 동시에 고려할 때 Grid의 재질로 무산소동이 적합함을 알 수 있었다. 한편, NBI 장치에서 열부하가 최대인 곳은 이온원의 Electron Dump 부분으로 중심부분에서 20MW/m2이다. 열부하를 효과적으로 소산시키기 위해 Electron dump 의 중심부분 모양을 깔대기 모양으로 만들어 Dump 뒷부분의 자석에 미치는 영향을 최소화 시켰다. 이 때 냉각수록의 냉각수 흐름속도 4.5m/sec이고, 자석의 최대 온도는 15$0^{\circ}C$로써 자석의 기본성질을 일어버리지 않는 허용범위 내에 들어옴을 알 수 있었다. 자석의 온도는 10초 동안 급격히 상승하였고, 100초 이후에 포항상태에 도달하였다 [그림2]

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.108-120
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• 1998

많은 주거용 및 상업용 건물에서 콘크리트 구조물이 사용되고 있는데 콘크리트 슬래브 아래의 기초부분에 공동이 생기는 경우가 종종 발견되었다. 이 현상은 진동하중, 반복되는 충격, 흙의 유실, 혹은 불량시공 등 여러가지 이유에 의해 발생할 수 있다. 이러한 현상은 구조물의 지지력을 저하시키고 결국 수명을 단축시키는 원인이 되므로 이러한 문제는 일찍 발견되고 조치가 취해질수록 구조물의 수명을 연장시킬 수 있을 것이다. 이러한 공동이 슬래브 아래에서 형성되고 커져가는 과정을 모니터할 수 있으면 현재 상태에서 지지력을 결정하고 또한 앞으로 남은 수명을 예측함으로써 적절한 유지보수계획을 세우는 데에 큰 도움이 될 것이다. 이 연구에서는 음파와 응력파, 특히 표면파가 슬래브 아래의 공동을 찾아내는데 이용되었고 두 가지 방법의 효과가 상호 비교되었다. 두개의 콘크리트 슬래브를 만들어 이용했는데 하나는 미리 공동이 만들어져 있었고 다른 하나에는 공동이 없었다. 공동이 없던 슬래브는 처음 손상안된 상태에서 실험을 한 후 나중에 하부에 공동을 만들어 다시 실험하였다. 실험결과와 실제 공동의 위치가 잘 일치되는 것으로 나타났다. 응력파를 이용하는 방법과 음파를 이용하는 방법사이의 장단점이 비교검토되었고 실험의 표준방법과 결과에 대한 일반적인 기준이 확립되어야 하는 필요성에 대해서도 설명되었다.