• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.436-441
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• 2009

광섬유 센서는 구조 건전성 감시 분야에 적용되는 유망한 센서 시스템이다. 특히 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 본 분야에 있어 가장 각광받는 센서들 중에 하나이다. 이러한 FBG 센서는 브래그 파장의 이 동량을 알아내는 방법에 따라 다양한 시스템 구성이 가능하다. 또한 센서 시스템의 동특성은 이러한 시스템에 의해 결정된다. 본 논문에서는 FBG 센서의 브래그 파장 스팩트럼 최대 경사부에 단일 파장 레이저의 중심 파장을 맞춰 놓을 경우, 센서의 경사도가 센서 감도로 작용할 수 있다는 측정 원리를 이용하였다. 이러한 원리는 전체 측정 범위의 한계는 있지만 높은 민감도를 보장한다. 본 측정 원리의 적용 예로서, FBG 센서를 삽입한 복합재 평판을 오토클래이브를 이용해 제작하고 앞서 설명한 측정 원리를 적용하였다. 첫째로 삽입된 FBG 센서를 이용해 충격 망치로 가격된 복합재 평판의 고유 진동수를 성공적으로 측정하였다. 둘째로 고출력 스피커를 이용해 앞서 측정된 고유진동수 중 하나의 특정 주파수로 복합재 평판을 강제 가진 시켰다. 이때 발생하는 구조 진동을 FBG 센서로 측정하였고 동시에 ESPI 측정 시스템을 이용해 진동 모드 형상 역시 성공적으로 측정하여 복합재 구조물의 동특성을 파악하였다. 따라서, 이러한 두 실험을 통해 FBG 센서 시스템과 ESPI 측정 시스템이 복합재 구조물의 동특성 측정에 매우 유용한 기술임을 증명하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.182-192
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• 2023

본 연구에서는 동적 횡하중을 받는 조적 담장의 내진성능 향상을 위한 ECC(Engineered Cementitious Composite) 자켓의 효과를 실험적으로 검증하였다. 첫째로, 임팩트 해머 시험을 통해 비보강과 ECC로 보강된 조적 담장의 고유진동수와 모드 감쇠비, 변형 형상을 식별하여, 940mm의 비보강 조적담장과 970mm의 ECC 보강 담장이 각각 6.4, 35.3Hz의 고유진동수와 7.0, 5.3%의 감쇠비를 가지는 것을 확인하였다. 둘째로, 진동대를 사용하여 면외방향에 대한 지진파 실험을 수행하였고, El Centro(1940) 지진파를 25%부터 300%까지 스케일링하여 적용하였다. 비보강 조적담장의 경우, 50% 지진하중에서 벽돌과 줄눈 경계에 휨균열이 발생하였고, 다시 30%로 스케일링된 지반운동에서 면외방향으로 전도파괴되었다. 반면에 ECC로 보강된 조적담장은 300%의 지진하중에서도 균열이나 손상 없이 강건한 성능을 유지하였다. 마지막으로, 25~300%의 지반운동에 의한 비보강과 ECC 보강 조적담장의 밑면전단력과 설계기준에 따른 밑면전단력을 비교 및 평가하였다. 그 결과, 재현주기 1,000년의 지진에 대해 비보강 조적담장이 붕괴될 위험이 있는 데 반해, ECC 보강 담장은 4,800년 주기의 지진에도 안전한 것으로 추정되었다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.298-308
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• 1999

과냉각수조로 분사되는 증기의 직접접촉 응축특성을 알아보기 위하여 다섯 개의 수평 노즐에 대해 증기 질량유량과 수조 온도를 여러 가지로 변화시키면서 실험적 연구를 수행하였다. 증기응축현상을 육안관찰과 고속 비디오 카메라를 사용한 방법으로 분석한 결과, 안정된 증기제트인 경우 증기 질량속과 수조온도가 변화함에 따라 타원형 및 원추형 증기제트 형상이 나타나는 것을 관찰하였다. 증기제트 팽창비, 증기제트 길이 및 응축연전달계수를 구하였고, 증기 질량속, 수조온도 및 노즐 내경이 미치는 영향을 분석하였다. 증기제트 길이와 응축열전달계수를 증기 질량속 및 응축추진 포텐셜의 함수로 나타낸 상관식을 구하였다. 증기제트 내부와 주위 수조온도 분포를 구했으며 증기 질량속, 수조온도 및 노즐 내경이 미치는 영향을 분석하였다. 처깅, 천이처깅, 응축진동, 안정응축, 방울응축진동 및 간헐진동응축 등 여섯 가지 영역으로 구분된 응축 영역도를 작성하였다. 그 외, 수조 벽면에서의 동압을 측정하였고, 증기 질량속과 수조온도에 따라 변화하는 증기 응축모드와 동압과는 밀접한 연관성이 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.295-304
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• 2000

본 연구의 목적은 지진하중에 대한 응력 해석을 수행하여 ASME, Class 3 설계요건에 따라 스트레이너의 구조건진성을 평가하는 것이다. 스트레이너에 대한 설계요건이 ASME 코드 내에 명백하게 규정되어 있지 않기 때문에 본체는 밸브 설계요건인 ND-3500을 적용하고, 양쪽 플랜지 연결부는 배관 설계요건 중 ND-3658.3을 적용하였으며, 하단의 덮개 플랜지는 Appendix XI에 따라 설계 및 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 T형 스트레이너를 쉘로 모델링하여 유한요소법을 사용하여 지진하중에 의해 스트레이너가 응답하는 모드 형상 및 고유진동수를 계산하여 충분히 강건한 구조물임을 입증한 후 정적 해석을 수행하여 주관과 분기 관이 접합하는 연결부위와 같은 위험단면에서의 막응력과 굽힘 응력을 구하였다. 각 하중조합에 대해 코드에서 규정하고있는 허용 값과 비교한 결과 스트레이너는 지진하중이 작용하는 경우 구조적 건전성을 유지하고 있음을 확인하였다. 아울러 인접 배관을 연결해주는 플랜지 연결부의 응력을 규정에 따라 구한 후 설계요건에 의한 허용 값과 비교하여 건전성을 만족함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.429-438
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• 1994

3차원 유한요소 모델을 사용하여 여러 wing들로 구성된 3차원 다중 구조물의 해석을 수행할 경우에는 입력자료 작성시 번거로움과 긴 해석시간 및 큰 용량의 컴퓨터가 필요하게 된다. 본 연구에서는 이런 문제점을 효율적으로 극복할 수 있는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 해석모델들을 제안하였으며 이들 해석모델에는 3차원 다중 구조물에서 계산의 간편성 때문에 통상 무시되어 온 바닥슬라브의 면내변형이 고려되어져 있다. 본 연구에서 제안하는 해석모델에서는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물을 하나의 구조물로 취급하는 종래의 방법 대신에 각 wing 구조물들과 이들 wing 구조물을 서로 연결시켜주는 연결부로 이상화하기 때문에 다양한 형태(Y. U, H 등)의 구조물에도 쉽게 적용할 수 있다. 제안된 해석모델의 정확성은 두가지 구조방식의 예제 구조물에 대하여 3차원 유한 요소 모델과 제안된 해석모델로부터 구한 해석결과(구조물의 고유 진동주기, 모드형상, 임의 절점에서의 변위에 대한 시간이력)의 비교로부터 검증되었으며 그 결과 제안된 해석모델은 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 근사적인 모델로 적합함을 알 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권2호
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• pp.101-108
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• 2004

The objectives of this study were to determine the natural frequency of a walking-type cultivator's handle using a modal analysis, to determine whether or not the handle resonates with forcing frequency induced by its engine, and to determine a method to reduce the handle vibration using a technique of the operational deflection shapes(ODS). Results of the study are as follows: The natural frequencies of the handle up to third harmonics were found to be 20.4, 22.5 and 92.1 Hz in the vertical direction and 14.9, 93, and 132 Hz in the horizontal direction. It was found that the handle does not resonate with the forcing frequency of the engine, which is 52 Hz. The operational deflection shape analysis revealed the deflected shapes of the handle in the vertical and horizontal directions and suggested that the handle vibration can be reduced by adding some mass to the place where the largest deflection occurs. Attaching of 1.1 kg mass adjacent to the largely deflected area resulted in reductions of vibration from 9.45 to 8.03 m/s$^2$ in x-axis direction from 3.89 to 3.16 m/s$^2$ in y-axis direction and from 7.89 to 3.09 m/s$^2$ in z-axis direction, which are respectively 15, 19 and 61% reductions. The total vibration level was reduced by 29%, indicating that mass-adding method by the ODS is very effective for reducing the handle vibrations of the cultivators.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.13-23
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• 2008

본 논문에서는 거더교 형식을 갖는 교량구조물의 격자 유한요소모델에 대한 모델개선을 위해 하이브리드 유전자 알고리즘에 기초한 유한요소 모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 유전자 알고리즘은 유전자 알고리즘과 심플렉스 최적화방법에 기초한 직접탐색기법으로 구성하였다. 제안된 기법에 적용할 수 있도록 고유진동수, 모드형상 및 정적 처짐에 대한 계측값과 유한요소해석 결과를 사용한 적합함수를 제시하고, 강성과 질량을 동시에 개선할 수 있도록 이들 세 가지 적합함수의 선형 조합 형태를 갖는 다중목적함수를 제시하였다. 제안된 방법은 2경간 연속 격자 유한요소모델의 수치예제와 단경간 플레이트 거더교에 대하여 검증하였다. 수치예제의 경우, 랜덤 노이즈를 고려한 계측오차의 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 수치해석과 실험적 검증을 통해, 제안된 방법이 거더교 형식의 교량에 대한 유한요소 모델개선에 적합하고 효과적임을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.229-236
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• 2003

손상평가를 위해 많은 연구자들에 의해 인공신경망이 이용되어 왔다. 그러나, 인공신경망을 이용한 손상평가에 있어 정확성과 능률성을 제고하기 위해서는 몇가지 문제점이 있다. 기존의 인공신경망 특히 역전파신경망(BPNN)의 경우 신경망 학습을 위해 많은 수의 학습패턴을 필요로 하며, 또한 신경망의 구조와 해의 수렴간에 어떤 확정적인 관계가 존재하지 않는다. 따라서 신경망의 은닉층의 수와 한 은닉층에서의 노드수는 시행착오적으로 결정되게 된다. 이러한 많은 훈련패턴의 준비와 최적의 신경망 구조 결정을 위해서는 많은 시간이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 단점들을 극복하기 위해 확률신경망을 패턴분류기로 사용하였다. 이를 판형철도교의 손상평가에 수치해석적으로 검증하였다. 또한 확률신경망을 이용한 철도판형교 손상평가시 적절한 훈련패턴 선택을 위해 모드형상과 고유진동수를 사용한 경우의 적용성에 대해 검토하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권6호
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• pp.265-271
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• 2012

In the preceding Part I study, for improving the unbalance response vibration of a large PRT motor-generator rotor fundamentally by design, a series of design analyses were carried out for bearing improvement by retrofitting from original plain partial journal bearings, applied for operation at a rated speed of 1,800 rpm, to final tilting pad journal bearings. To satisfy evenly key basic lubrication performances such as the minimum lift-off speed and maximum oil-film temperature, a design solution of 5-pad tilting pad journal bearings and maximizing the direct stiffness by about two times has been achieved. In this Part II study, a detailed rotordynamic analysis of the large PRT motor-generator rotor-bearing system will be performed, applying both the original plain partial journal bearings and the retrofitted tilting pad journal bearings, to confirm the effect of rotordynamic vibration improvement after retrofitting. The results show that the rotor unbalance response vibrations with the tilting pad journal bearings are greatly reduced by as much as about one ninth of those with the plain partial journal bearings. In addition, for the tilting pad journal bearings there exist no critical speed up to the rated speed and just one instance of a concerned critical speed around the rated speed, whereas for the plain partial journal bearings there exist one instance of a critical speed up to the rated speed and two instances of concerned critical speeds around the rated speed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2338-2343
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• 2015

본 연구에서는 범용 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS를 사용하여 공작기계 스핀들 시스템의 유한요소 해석 자동화를 위해서 해석 모델을 개발하고, 그것을 툴로 구현하였다. 그 구현을 위해 EXCEL의 VBA를 사용하였으며, 이로 인해서 사용자가 툴과 상호교류할 수 있도록 그래픽 인터페이스를 개발할 수 있었고, 데이터 정렬을 위해서 EXCEL의 spreadsheet를 사용할 수 있었다. ANSYS 언어를 사용하여 코드를 개발하였으며, 이는 인터페이스에 입력된 정보를 사용하여 형상 모델을 만들고, 순차적으로 해석 모델을 만들며, 마지막으로 유한요소해석 연산을 수행한다. 모델 생성과 해석의 자동화는 최소한의 시간과 노력으로 설계 중인 스핀들 시스템의 근사 최적 설계를 발견하도록 도울 수 있을 것이다.