대공간 스페이스 프레임 구조물은 구조물의 목적 및 설계자의 의도와 함께 다양한 형상으로 구성될 수 있으며, 다양한 구조물 형식에 적용될 수 있다. 그러나 이러한 대공간 스페이스 프레임 구조물의 최적의 부재크기나 형상은 구조 엔지니어의 경험과 반복적인 해석 그리고 시행착오적인 방법 때문에 그 결정이 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 설계자가 구조물의 최적 형상을 선택할 수 있는 방안을 제시하기 위해 먼저 타원형 및 볼트복합형과 같은 다양한 유형의 스페이스 프레임 구조물이 선정되며, 절점, 좌표 및 부재 생성을 위한 형상생성방법이 고려된다. 또한 스페이스 프레임 구조의 최적설계 절차에서 각 절점 좌표는 높이 변화나 링의 개수에 따라 변하게 되므로 최적설계 과정에서 절점파 부재의 자동생성기법이 적용된다. 다음으로 형상생성방법을 기반으로 한 형상생성모듈은 구조물의 최적화 단계에 앞서 설계자가 원하는 형상을 생성해주는 모듈이며, 최적화 단계에서는 해석 모듈과 최적화모듈이 연계된다. 마지막으로 예제 모델을 통해 형상생성방안 및 최적설계 방안의 효율성을 검토한다.
NDIR (Non-dispersive infrared Rays) alcohol sensor has been prototyped and its temperature characteristics were measured. In order to design novel optical alcohol sensor, elliptical structures with one common foci were modeled and analyzed their optical properties. After analyzing elliptic optical structures, a prototype alcohol sensor module was tested according to the temperature variations from $-20^{\circ}C$ to $35^{\circ}C$. The offset voltages of alcohol sensor decreased from 1.1056 V at the temperature $-20^{\circ}C$ to 0.7339 V at $35^{\circ}C$. However, the highest sensitivity of alcohol sensor showed about $303{\mu}V/ppm$ at room temperature.
FMM(Fast Multipole Method)은 계산시간이나 메모리 측면에서 장점으로 인해, 수치해석기법으로써는 비교적 대형 구조물의 RCS 계산도 가능하며, 현재 연구가 활발히 진행되고 있는 기법중의 하나이다. 하지만, 폭이 좁은 타원형 형태의 산란체에 대한 해석에서 절점들을 그룹화하는 과정에서 정확도가 문제되었다. 따라서, 본 논문에서는 언급한 구조에 대한 RCS를 계산할 때 발생하는 문제점과 이를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 해석은 2차원 도체의 TM 및 TM 편파에 대한 산란특성을 계산하였다.
본 연구에서는 뒤틀림을 받고 있는 정사각형 단면의 중공단면 보를 최소자승법과 경계요소법을 이용하여 수치 해석하고 구조물을 해석하였다. 임계하중은 하중을 점차적으로 증가하여 구조물이 파괴가 발생하여 안정성을 상실하는 상태에서 가장 작은 하중을 의미한다. 뒤틀림을 받고 있는 beam은 일반 구조물에서 많이 발생하는 현상이며, 구조물의 안정성에 크게 영향을 미치고 있다. 최소자승법과 경계요소법은 복잡한 구조물에서도 물론, 다양한 경계조건을 포함하는 문제에 이르기까지 구조물의 안정성을 검사하는데 효과적인 수치해석 방법이다. 특히 뒤틀림의 문제에서는 단순성 및 일반성에 기인하여 매우 적합한 해석방법이다. 본 연구에서는 뒤틀림을 받고 있는 중공단면 보의 해석해를 유도하여 최소자승법으로 수치 해석하고 또한 경계요소법을 적용하여 빔의 안정성을 비교 검토하였다. 개발한 컴퓨터 프로그램의 타당성을 증명하기 위하여 삼각형, 사각형 그리고 타원형 단면에 대하여 각각 해석하여 해석해와 비교 검토하였다.
강조류하의 인공 구조물 주변 해저 침식 및 재퇴적 현상을 연구하기 위하여 1987년 8월 24일 부터 9월 26일 까지 경기만에 발달한 조류성 사퇴위에서 현장 실험을 실시하였다. 인공구조물(원통 물체) 주변에 발달한 침식 구조는 전체적으로는 타원형으로 접시모양을 하고 있으며, 후류 및 이차류에 의한 복합 침식작용에 의한 것으로 분석되었다. 아울러 연속적인 침식구조 크기 측정자료를 이용 산술적으로 침식율$(1.5-20m_3/day)$및 재퇴적율(0.13-0.18gr/cm/sec)를 추정하였다.
스퍼드캔(spudcan)은 잭업리그(jack-up rig)의 다리 하단에 장착되며, 해저면에 구조물을 안정적으로 지지하여 구조물의 전복사고를 방지하기 위한 장치이다. 표층이 모래 층일 때는 침투(penetration) 시에 스퍼드캔을 안정적으로 삽입하기 위해서, 그리고 점토 층일 때는 회수(extraction) 시에 원활하게 뽑아 올리기 위해서 스퍼드캔에는 물 분사장치가 장착되어 있다. 본 연구에서는 물 분사장치를 위한 배관라인용 홀의 형상을 최적화하기 위해 크게 타원형과 원형 두 가지 형상을 설정하였다. 해석을 위해 대상 Site 는 멕시코만(Gulf of Mexico)로 선정하였고 대상 플랫폼은 해상풍력발전기설치선(WTIV)을 선택하였다. 상용프로그램인 ANSYS Workbench 를 사용하여 최적설계를 진행하였다. 본 연구결과는 다양한 해양구조물의 홀 형상설계에 적용될 수 있다.
하천 및 수자원의 효율적인 관리와 더불어 다양한 수공구조물의 운영 및 관리를 위해서 구조물 주변에서 발생하는 불연속 흐름 및 급변류 등의 현상과 구조물 운영을 반영한 수치해석 기법을 이용한 모델 개발의 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 하천의 불연속 흐름을 모의하기 위한 1차원 흐름해석 모형(K-River)을 개발하였다. 본 모형은 천이류와 급변류를 수치적으로 안정하게 처리하기 위하여 지배방정식을 보존형 Saint-Venant 방정식으로 선정하고, FVM과 Forward Euler 방법을 이용하여 이산화를 수행하였다. 수치흐름률을 계산하기 위해서 불규칙 단면과 하상의 급경사 등에 신뢰도가 높은 기법으로 판단되는 근사 Riemann해법 중 하나인 HLL flux를 이용하였다. 개발된 K-river 모형의 검증을 위해서 해석해가 존재하는 타원형의 하상융기가 있는 하도에 적용하였으며, 국내에서 하천 설계 및 관리를 위해서 광범위하게 이용되고 있는 1차원 흐름해석 모형인 FDM기반의 HEC-RAS 모의결과와 비교 검토를 수행하였다. 그 결과, FDM기법에서는 모의되지 않는 일부 급변류 패턴을 개발 모형을 통해 모의가능하였으며, 전체적으로 K-River가 기존 모형 보다 해석해에 근사한 결과를 나타내었다. 또한, 배수문을 비롯하여 합류부, 분류부, 펌프장, 암거 등이 설치되어 운영되고 있는 아라뱃길에 적용하여 K-River의 적용성을 평가하였다. K-River를 이용하여 아라뱃길의 흐름분석을 수행한 경우가 HEC-RAS를 이용한 경우보다 수위와 유량의 유동을 시간에 따라 세밀하게 모의하였으며, 이는 배수효과에 의한 파의 전달이 FDM기법 대비 정확히 모의되기 때문으로 판단된다. 추후 연구에서는 현재보다 시간간격을 상세화 하여 수집된 관측수위를 통해 추가적인 검증을 수행하고, 다양한 특성을 가진 타 하천 등에 적용하여 모형의 적용성을 확대하고자 한다.
동면기 양서류 피부 색소세포의 미세구조를 관찰하기 위하여 무미 양서류인 개구리 (Rana nigromaculata)의 피부조직을 2.5% glutaradehyde-paraformaldehye (pH 7.2)와 2% osmium tetroxide에 전후 고정한 후 ethanol과 acetone으로 탈수, Epon 812 mixture에 포매하여 LKB ultramicrotome으로 초박절 표본을 만들어 uranyl acetate와 lead citrate로 염색하여 Jeol-100B형 전자현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 동면기 개구리의 피부 색소세포는 대황세포, iridophore 및 흑색소 보유세포로 구성되었으며, 이들 세포의 특징은 다음과 같다. 1. 대황세포 A. 대황세포는 pterinosome과 carotinoid vesicles이 전세포질에 채워져 있었으며, 많은 ribosome과 소수의 mitochondria 및 glycogen particle이 pterinosome 사이에 분산되었다. B. Pterinosome은 크고 작은 원형 또는 타원형이며, 이 소낭속의 내부 구조물에 EK라 6가지 형 (제1형 pterinosome, 제2형 pterinosome, 제3형 pterinosome, 제4형 pterinosome, 제5형 pterinosome, 제6형 pterinosome)으로 구분되며, 특히 제1형 pterinosome, 제2형 pterinosome, 제3형 pterinosome이 발달되었따. C. Carotinoid vesicle은 작은 원형 또는 타원형이며, 대부분의 carotinoid vesicle은 핵 주변부에 덩어리 모양으로 모여있고, 일부분은 이 세포의 pterinosome 사이에 분산되어 나타났다. 2. Iridophore A. Iridophore는 볼록렌즈와 같이 나타나고 좁은 세포간 공간에 의하여, 대황세포 아래에 위치하였다. B. Iridophore는 장방형 EH는 방추형의 reflective platelet로 채워져 있었으며, 서로 평행하게 규칙적으로 배열되었다. 3. 흑색소 보유세포 A. 흑색소 보유세포는 대황세포와 iridophore와 평행하여 가장 밑부분에 위치하였다. B. 흑색소 과립은 원형 또는 타원형으로 전세포질에 채워져 있었으며, 세포 소기관은 잘 관찰되지 않았다. C. 흑색소 과립으로 채워진 흑색소 보유세포의 돌기는 iridophore의 양 측부로 \ulcorner어 올라가 대황세포와 iridophore의 사이에 위치하였다.
The present parer outlines the system identification and vibration control performance of air traffic control tower of Yangyang international airport with tuned mass damper(TMD). From the free vibration test, natural frequency, damping ratio and mode shape of tower are obtained and these values are compared with the values from numerical analysis. In the vibration control test to evaluate the vibration control performance, equivalent damping ratio increased by tuned mass damper are obtained in case the TMD is operated as passive mode. Damping ratio of tower evaluated from free vibration test is about $1.0{\%}$. It is very low value than damping ratio recommended in general code. Damping ratio of passive mode is about $5{\%}$. These equivalent damping ratio increased by TMD is enough to enhance the serviceability of tower structure under wind load.
파랑은 해안 구조물의 안정성 및 지형 변화 분석을 위해서 가장 중요한 동역학적 요소의 하나로서, 해안공학분야에서 매우 중요하게 취급된다. 그러나 바람에 의해 발생한 파랑은 매우 불규칙한 형태를 갖고 있으며, 해저 지형과 수심이 변하게 심하게 변하는 천해역으로 전파할 때 굴절, 회절 그리고 천수 효과에 의하여 변형된다. 최근 Vincent등(1989)은 수중 타원형 천퇴에서 단순파 및 불규칙파의 변형에 대한 수리모형 실험을 보고하였다. 이들은 단순파와 불규칙파의 경우 천퇴에서의 굴ㆍ회절 복합 현상에 의한 파랑변형 형태가 판이하게 다르다는 것을 발견하였다. 수년동안 불규칙파 변형에 대한 이론 및 수치해석 연구가 계속되어, 파랑변형에 대한 이론 연구 및 수리 모형 연구는 상당히 발전되었으나, 실제 현상을 예측하기 위해서는 현장관측결과와 수치해석에 의한 해와의 비교 등이 필요하다. 본 연구에서는 여러 종류의 기기를 이용하여 영일만에서의 입사파와 변형된 파를 현장 관측하고, Chae와 Jeong(1992)의 타원형 모형을 이용하여 수중 천퇴 배후에서 불규칙파 변형에 대한 수치모형 실험을 실시하였다. 이들 2종류의 비교 결과가 잘 일치함으로써, 불규칙파 수치모형의 현장 적용성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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