• 제목/요약/키워드: 진동 패턴

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냉각재펌프 진동진단의 온-라인화에 관한 연구

  • 이철권;박희윤;박진석;구인수;하재흥
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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    • pp.233-238
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    • 1997
  • 위그너분포(Wigner Distribution)를 이용하여 진동신호를 분석하고, 신경회로망을 이용하여 온라인으로 진동발생에 따른 냉각재펌프의 이상상태를 진단하고자 하였다. 진동신호 분석을 위하여 현재 정상 가동중인 원전 냉각재펌프의 진동신호와 Rotor Kit으로부터 이상상태에 대한 모의신호를 추출하였다. 본 연구에서 진동신호 분석을 위하여 시간 및 주파수성분을 동시에 표현가능한 위그너분포 이론을 적용하므로써 기존의 시간 및 주파수성분을 별도로 표현하던 방법보다 신호분석이 용이함을 확인하였으며, 이 신호분석 결과를 바탕으로 역전파 신경회로망의 패턴인식 및 분류 특징을 이용한 진단결과는 실험데이타 량에 비추어 만족할 만한 인식률을 보였다.

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상대위상을 이용한 시각적 협응 패턴의 지각 역학과 격자무늬를 이용한 부가적 감각 정보에 따른 영향 (Visual Perception Dynamics of Relative Phase Coordination Pattern with Additional Visual Information Using a Background Grid)

  • 류영욱
    • 인지과학
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    • 제23권3호
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    • pp.409-424
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 상대적 위상을 이용한 시각적 협응 패턴의 지각이 조절변수의 변화에 따라 HKB 모델(Haken, Kelso, Bunz, 1985)의 예측에 따르는지 확인해 보는 것이었다. 또한 격자무늬 배경을 이용한 부가적인 시각 정보가 협응 패턴 분별의 정확성과 안정성을 향상시키는지 알아보았다. 피험자들은 일반 배경과 격자 배경 중 하나의 그룹에 속하여 패턴 지각 연습과 패턴 분별 시험을 하였다. 피험자들은 좌우로 이동하는 두 점 사이의 상대위상으로 정의된 $0^{\circ}$, $18^{\circ}$, $36^{\circ}$, $54^{\circ}$, $72^{\circ}$, $90^{\circ}$, $108^{\circ}$, $126^{\circ}$, $144^{\circ}$, $162^{\circ}$, $180^{\circ}$ 패턴을 관찰하였다. 패턴 지각 연습은 두 점의 진동 주기 0.25 Hz에서 시행되었고, 패턴 분별 시험은 0.5 Hz, 1 Hz, 2 Hz에서 시행되었다. 패턴 분별 시험에서 얻은 분별 점수, 절대 분별 오차, 분별 안정성 자료를 통계적으로 분석하였다. 분별의 정확성과 안정성은 진동 주기가 느릴 때는 "뒤집어진 U" 모양을 띄다가 진동 주기가 빨라짐에 따라 $180^{\circ}$ 상대위상 패턴에 가까운 패턴들에서 정확성과 안정성이 감소하였다. 이러한 발견은 협응 패턴의 지각적 분별 역학이 HKB 모델을 따름을 나타낸다. 부가적 환경 정보인 격자무늬가 협응 패턴 분별의 정확성과 안정성에 도움은 되지 못하였다.

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산업시설 근접발파 시 발파진동 영향 분석 및 평가 (Analysis and Evaluation of the Effect of Blast-induced Vibration Adjacent to Industrial Facilities)

  • 곽창원;박인준;김영준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제43권4호
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    • pp.459-468
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    • 2023
  • 발전소와 같은 산업시설은 국가 기간산업으로서 재해 발생 시 막대한 물적, 인적 피해가 발생하며 사회경제적 파급효과가 지대하다. 본 연구에서는 상업운전 중인 ○○발전소 부지 하부로 철도터널이 발파굴착될 때 발파진동의 특성과 영향을 평가하였다. 이를 위하여 진동 예민 구조물과 근접하여 발파한 기존 사례를 검토하고 발전소 근접 발파 시 합리적인 발파진동 허용 기준을 결정하였다. 발전소 내 주요 시설물들에 대한 발파진동 영향은 3차원 유한요소해석법에 의한 동적수치해석을 이용하여 발파하중 재하 시의 입자진동속도를 분석하고, 탁월주파수 산정을 통한 공진검토를 수행하였다. 해석결과 발파원과 가장 인접한 펌프기초에서 진동속도가 허용기준치에 근접하여 일부 발파패턴을 수정 후 계측하여 허용치 이내임을 확인함으로서 산업시설 근접발파 시 안정성을 확보할 수 있는 진동영향평가의 합리적인 의사결정과정을 확립하였다.

휨 구조의 압전 마이크로-켄틸레버를 이용한 진동 에너지 수확 소자

  • 나예은;박현수;박종철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.476-476
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    • 2014
  • 서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$$0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

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손상지수법을 이용한 트러스 교량의 손상추정 (Damage Identification in Truss Bridges using Damage Index Method)

  • 이봉학;김정태;장동일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권2호통권35호
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    • pp.279-290
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    • 1998
  • 소수의 진동특성치가 실측된 삼차원 트러스 교량을 대상으로 기존의 손상추정법이 실험되었다. 첫 번째 단계로 진동모드 민감도 해석과 패턴인식기법을 사용하여 초기구조모델(baseline model)이 구성되었고, 다음 단계로 수개의 손상시나리오 수치 예를 초기구조물에 시뮬레이션하고 이를 손상지수와 패턴인식기법을 이용하여 손상위치를 예측하였다. 총 211개 요소에 11개의 부 구조계를 갖는 트러스 구조에 대하여 진동모드가 2개인 경우에 한하여 분석 검토한 결과 손상발견 알고리즘의 적합성이 입증되었다.

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진동센서를 활용한 에어 드럼 교습 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Air Drum Teaching System Using Vibration Sensor)

  • 박여은;강용화;류정욱;송은비;장병욱;김정민;박미화
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2017년도 추계학술발표대회
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    • pp.91-94
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    • 2017
  • 드럼은 현대인의 스트레스 해소와 노인 치매예방, 소아의 뇌 성장에 도움이 되는 반면, 악기의 크기가 크고 연습 시 발생하는 소음으로 인해 시간적, 공간적인 제약이 많은 악기이다. 본 논문에서는 드럼을 언제 어디서나 연습할 수 있도록 도와주는 에어 드럼 교습 시스템을 제안한다. 에어 드럼 교습 시스템은 진동센서가 부착된 드럼 스틱과 휴대폰용 어플리케이션만으로 드럼연주가 가능하다. 에어 드럼 교습 시스템은 드럼 스틱에 장착된 진동센서를 이용해 사용자의 드럼 연주 신호를 실시간으로 인지하고, 휴대폰에 설치된 모바일 어플리케이션에서 진동 신호를 드럼 연주 소리로 변환하여 출력한다. 또한 에어 드럼 교습 시스템은 사용자의 연주 패턴을 분석하여 드럼의 기본 패턴과의 박자, 음정, 세기에 대한 유사도 점수를 제시하여 사용자의 드럼 실력 향상에 도움을 준다. 이를 위해, 본 논문에서는 사용자가 연주하는 동안 진동 센서에서 인지한 신호를 하나의 박자로 구분하기 위한 제어 기술과 실시간 연주 및 유사도 점수를 제시하는 에어 드럼 교습 어플리케이션 'WeFlash'의 설계와 구현 결과를 제시한다.

반구형공진기 실험장치 개발과 진동패턴 제어 (Development of a Test System for a Hemispherical Resonator and Control of Vibrating Pattern)

  • 김동국;윤형주;진재현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권10호
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    • pp.813-819
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    • 2013
  • 본 논문에서는 반구형 공진자이로에 대한 연구를 위해 NI FPGA 장비를 기반으로 한 실험 장치를 개발하였고 공진유도, 진폭제어 및 회전실험을 통해 실험 장치에 대한 적합성을 판별하고 시스템에 대한 파라미터를 추정하였다. 또한 공진기의 형상 불 균일로 인해 진동패턴이 표류하는 현상을 확인하고, 이를 정렬시킴으로써 구동모드중 하나인 FTR 모드 구현에 대한 선행연구를 수행하였다.

노천시험발파의 진동평가와 개선방안 (A Vibration Evaluation and Improvement Scheme for Open Test Blasting)

  • 김응록
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.310-315
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    • 2017
  • 대규모 건설공사 현장에서는 발파공사에 대한 표준발파패턴과 시험발파패턴의 발파진동추정식의 상이에 따른 설계변경의 반영 문제로 시공사, 건설사업관리자, 발주처간의 갈등요인을 해소하기 위한 체계적인 자료의 수집 및 분석 과정을 통하여 효율적인 대책수립이 필요한 실정이다. 발파진동에 의한 인접 구조물에 미치는 영향을 여러 각도로 평가하려는 연구들은 계속 되어 왔으나, 노천발파를 수행하면서 현장계측의 진동파형을 분석하여 인접 건축물의 안전성을 확보하고 현장여건에 적합한 발파공법을 연구한 사례는 미미한 실정이다. 따라서 현장여건에 적합하고 경제적이며 효율적인 발파작업을 수행할 수 있도록 시험발파를 통하여 발파패턴 선정의 개선방안을 제시하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 실제 도로확장공사 현장에서 시험발파를 통한 표준발파공법 및 진동규제기준별로 적용되는 이격 거리를 기준으로 노천 발파작업을 수행하여 발파진동 값을 계측하고 이를 통한 발파공법별 진동예측식을 회귀분석 전산프로그램을 이용하여 신뢰수준 95%의 K, n, R등을 산출하였다. 시험발파 대상지역의 발파허용진동기준을 0.3cm/sec로 설정하고 노천발파지침의 발파진동추정식과 시험발파의 발파진동추정식에 따른 이격 거리별 장약량과 발파공법을 비교분석한 결과 사업비가 증가하는 요인을 도출할 수 있었다. 또한, 노천발파 작업 중 인접 구조물에 대한 계측 및 분석을 수행하고 노천발파지점과 가장 인접한 구조물을 선정하여 발파진동 계측 및 평가를 시행하여 노천발파공사를 완료하는 과정에서 나타난 노천발파 설계 시공 지침에서의 시험발파 절차 및 해석방법에 대한 문제점을 분석하여 개선방안을 제시하였다.