• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.89-96
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• 2007

위상최적화기법을 이용하여 보의 기본고유진동수 최대화문제를 수행하였다. 도입된 위상최적화기법은 구조물의 모드형상에 의해서 발생되는 모드변형에너지를 바탕으로 한다. 최소화하고자하는 모드변형에너지를 목적함수로 하고 구조물의 초기부피를 제약함수로 채택하였다. 최적정기준법을 바탕으로 한 크기조절알고리듬을 유한요소내부에 존재하는 셀의 빈공간의 크기를 조절하기 위해 도입하였다. 세 가지의 다른 경계조건을 가지는 보를 이용하여 자유진동모드형상에 저항하는 보의 최적위상을 조사하였다. 수치해석결과로부터 도입된 위상최적화기법을 이용하여 도출한 보의 최적위상은 초기구조물에 비해 저차의 자유진동수가 크게 증가하는 것으로 나타났으며 특히 모드변형에너지를 이용하는 위상최적화의 경우에는 구조물의 기본진동수를 최대화하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.519-527
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• 2002

쉘 구조물은 지붕 구조물, 굴뚝 구조물, 압력구조물, 선박구조물, 항공구조물 등에 널리 사용되는 구조물이다. 본 논문은 전단변형 효과를 고려한 비등방성 복합성층 원뿔형 쉘의 자유진동에 관하여 연구하였다. 복합재료는 2개 또는 이상의 재료들로 구성되어 구조적인 효율성을 증진시키도록 구성된 재료이다. 이러한 복합재료로 구성된 구조물의 거동은 매우 복잡하기 때문에 해석해를 구하기가 거의 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복합재료로 구성된 원뿔형 쉘의 자유진동을 해결하는데 유한차분법을 사용하였다. 중심각, 정점각 및 다른 기하학적 파라미터의 진동에 대한 효과를 연구하였고, 진동모드 형상을 예시함으로서 진동모드에 관한 물리적 및 공학적인 이해를 증진시키고자 하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권7호
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• pp.596-604
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• 2007

이 논문은 후판 환형 디스크의 기하학적인 형상이 래디얼 방향 진동에 의해 방사되는 소음에 미치는 영향을 연구하였다. 디스크의 내경을 고정한 상태에서 두께와 외경을 주어진 범위내에서 변경하면서 이론적인 해를 이용하여 래디얼 모드의 고유진동수와 진동모드의 변화를 검토하였다. 이 결과를 이용하여, 해당 형상을 가진 디스크의 래디얼 방향 고유진동에 의해 발생되는 원격음장, 음향파워 및 방사효율을 계산하였다. 이 결과로부터 고유진동에 의한 음향파워와 방사효율을 최소화할 수 있는 기하학적인 형상을 선택하였다. 마지막으로, 최적화된 디스크의 임의 위치에 단위 하모닉 가진을 가했을 경우에 발생되는 음향파워 및 방사효율 스펙트럼을 구하였으며, 전산해석을 통해 그 정확성을 검증하였다. 이 논문에 소개된 방법을 적용하면 주어진 제한 조건을 만족하면서 목표 주파수 범위내에서 래디얼 진동에 의해 발생되는 소음을 최소화할 수 있는 기하학적인 형상을 간편하고 논리적으로 구할 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.191-200
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• 1994

사각형 유체저장탱크의 바닥에 놓여져 있는 사각형 블럭의 크기 및 위치가 자유수면의 유동진동수와 모드형상에 미치는 영향에 대하여 선형파이론을 적용하여 검토하였다. 유체의 영역을 3부분으로 나누고 각 영역에서의 속도포텐셜을 입사파와 블럭으로 인해 발생되는 반사파 및 전달파의 항으로써 표현하였다. 그리고 블럭에 의한 파의 반사율과 전달율은 유체영역의 경계에서 속도포텐셜과 유체입자의 속도가 연속인 조건을 사용하여 구하였다. 연구결과 블럭의 높이와 폭은 자유수면의 고유진동수에 크게 영향을 미치며 높이와 위치는 모드형상에 주로 영향을 준다. 블럭이 높고 폭이 넓을수록 고유 진동수는 감소하며 블럭이 높고 탱크의 벽면으로 이동할수록 모드형상은 크게 변한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.61-68
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• 2009

본 연구는 와플구조의 구조적 거동에 파악하고자 한다. 와플슬래브의 두께, 주요 보의 깊이와 기둥의 크기를 변수로 하여 와플구조의 모드형상과 고유진동수를 파악하고자 하였다. 또한 쉘요소와 입체요소를 사용한 유한요소모델의 해석결과를 비교하였다. i)레벨2에서 주요 보의 깊이가 증가함에 따라, ii)레벨3에서 와플슬래브 두께가 감소함에 따라 모드진동수는 증가하였다. 3차원 모델과 2차원 모델의 모드형상은 유사한 형상을 보였다. 또한, 3차원 모델과 2차원 모델사이의 모드진동수는 25%에서 36%의 차이를 보였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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• pp.167-172
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• 2001

구조최적화는 기계구조물의 동특성을 변경하기 위하여 필수적으로 수행되어야 할 요소이다. 어떠한 방법을 택하여 보다 효율적으로 수행할 것 인지가 엔지니어의 관심일 것이다. 구조최적화는 설계변수에 따라 치수최적화, 물성치최적화 형상최적화 등으로 나눌 수 있다. 형상 최적화는 구조물의 유한요소모델을 기본으로 경계의 형상이나 절점의 형상, 회전 등을 설계 변수로 삼는 것이다. 고유진동수를 높이거나 모드형상을 제어하기 위하여 평판에 보강재를 붙이는 경우가 있다. 이때 보강재의 위치나 치수 형상 등이 중요한 변수가 될 수 있다. 본 논문에서는 평판의 고유진동수를 극대화 하기위해 보 보강재를 붙이는 문제에서 보의 회전을 설계 변수로 삼아 최적설계를 수행 할 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.259-266
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• 2011

본 논문에서는 저층건물을 대상으로 상시진동계측과 인력가진계측을 수행하고 동적특성을 산정하여 계측방법에 따른 고유진동수, 감쇠비, 모드형상 식별결과를 비교하였다. 이를 통해 가진기 실험이 어려운 구조물에 대한 동적특성 산정방법의 유효성을 검증하였다. 계측결과 인력가진계측을 통해 구한 감쇠비가 상시진동계측을 통해 구한 감쇠비에 비해 큰 값을 산정하는 것을 확인할 수 있었으며, 계측방법과 상관없이 모드형상은 거의 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 장방형 건물의 경우 장방향의 강성이 커서 단방향으로 1차모드가 나타날 것으로 예측되었으나, 내부 칸막이벽이 조적조인 경우 조적에 의한 강성기여분이 상당히 커서 장방향으로 1차모드가 나타남을 알 수 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.297-302
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• 1998

유한요소법을 이용하여 스프링으로 연속 지지되고 축방향 하중이 작용하는 핵연료봉의 자유진동 해석올 수행하였다. 본 해석에는 지지격자 지지점에서 핵연료봉의 변위가 구속되지 않는 실제 경계조건을 반영하였다. 이러한 경계조건은 지지점 스프링 상수에 의하여 핵연료봉 해석모델의 탄성항이 약화되는 현상을 반영할 수 있어서 지지점이 구속된 기존의 모델보다 고유진동수를 작게 예측한다. 스프링 상수가 어떤 임계값 이하를 갖는 경우 고유진동수 뿐만 아니라 모드형상도 크게 변하기 때문에 지지점을 구속한 모델에 의한 해석은 실제 진동현상을 상당히 왜곡 할 수 있다. 핵연료봉에 작용하는 축방향력이 인장력에서 압축력으로 감소함에 따라 고유진동수도 감소하지만 핵연료봉의 고유형상은 변하지 않았다. 지지격자 스프링 상수의 점진적인 감소와 핵연료봉 축방향 압축력의 감소를 동시에 적용하는 경우 고유 진동수는 두 변수를 별도로 적용했을 때 얻은 최소값의 변화에 따르는 경향을 나타내었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.299-302
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• 1998

가야금과 바이올린의 소리 발생 특성을 이해하기 위하여 모드해석을 수행하였다. 바이올린과 가야금은 크게 현과 몸체 그리고 이 둘을 연결하는 부분으로 구성되어 있다. 소리는 이들의 유기적인 관계로부터 발생된다. 실험을 통해 살펴본 결과, 저주파 대역에서 바이올린의 진동은 크게 앞, 뒷판의 진동, 몸체와 목 부분 사이의 비틀림 진동, 바이올린 전체가 하나의 보처럼 진동하는 현상으로 나누어 볼 수 있었다. 가야금 상판의 진동 형상은 약간 휘어진 형태를 가지며, 전체적으로 평판의 진동과 같은 모습을 보였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.166-166
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• 2011

한국건설기술연구원내에 세계 최초로 UHPC(초고성능 콘크리트)를 활용한 보도사장교를 설계 및 시공하여 공용중이다. 초고성능 콘크리트(UHPC, Ultra High Performance Concrete)는 기존의 콘크리트의 단점을 극복하기 위하여 강섬유 및 혼화재료를 사용하여 고강도화와 더불어 인장강도, 휨강도, 균열에 대한 저항성, 전단강도 및 내충격성을 대폭 개선시켜서 구조부재의 연성 및 강도를 확보하기 위해 개발된 것으로서 한국건설기술연구원이 독자적 연구를 바탕으로 UHPC를 개발하였고, KICT-UHPC의 특성을 충분히 반영한 보도사장교를 한국건설기술원내에 실구조물로 시공하였다. 한국건설기술연구원내 본관 1, 2동 연결 보도사장교(SUPER BRIDGE 1)의 진동실험을 통해 UHPC 보도사장교의 동특성(고유진동수 및 모드형상)을 평가하였다. 대상교량에는 보도사장교의 캔틸레버 구조 특성에 의해 발생하는 진동을 제어하기 위한 질량 264kg의 난간형 수직진동제어장치(TMD) 4대가 설치되어 있으며, 부가질량의 운동을 기계적으로 구속하거나 구속을 해제하여 TMD의 작동을 켜거나 끌 수 있도록 되어있다. TMD의 가동 및 정지시 동특성을 비교하는 정밀한 검증 실험을 통하여 TMD 설치에 의한 동특성의 변화도 평가하였다. 가진망치에 의한 충격실험으로부터 획득한 가속도 시간이력 데이터와 가진망치의 가진력 시간이력 데이터를 사용하여 주파수응답함수(FRF, frequency response function)를 계산하고, 이로부터 Super Bridge I의 동적모드형상과 고유진동수를 추출하였다. 1차 모드의 고유진동수는 TMD 정지시 2.2949 Hz, TMD 작동시 2.0996 Hz로서 8%정도 감소하였다. 충격해머에 의한 가진 실험을 통해 세계 최초로 시공한 UHPC 보도사장교의 진동특성과 관련한 신뢰성 있는 자료를 확보할 수 있었다.