• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.49-59
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• 2009

Vibrations of the tower structures of 750kW and 6kW wind turbines(WT) are investigated by measurement and analysis. Acceleration responses of the WT towers under various operation condition are monitored in real time by the remote monitoring system using LabVIEW. Using the monitoring system, resonance condition of the tower structures is diagnosed with the wind speed data within the operating speed range. To predict the tower resonance frequency, 750 kW tower is modeled as an equivalent beam with a lumped mass and Rayleigh energy method is applied. For 6 kW WT, Rayleigh-Ritz analysis is carried out on the tower-cable coupled system. Calculated tower bending frequency is in good agreement with the measured value. Using the analysis model, parametric study is available in order to prevent the severe resonance.

• Wind and Structures
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• 제5권5호
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• pp.463-478
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• 2002

Lighting and traffic signal columns are mainly stressed by excitation due to natural, gusty wind. Such columns typically have a door opening about 60 cm above ground level for the connection of the buried cable with the column's electric system. When the columns around this notch are inadequately designed, vibrations due to gusty winds will produce considerable stress amplitudes in this area, which lead to fatigue cracks. To give a realistic basis for a reliable and economic design of lighting and traffic signal columns, a number of experimental and theoretical investigations have been made. The proposed design concept allows the life of such columns to be assessed with a satisfactory degree of accuracy.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.269-275
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• 1997

본 연구에서는 자정식 현수교 주탑의 내풍 안정성을 보기 위하여 주탑 모형 실험과 전교 모형 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 경사진 병렬 탑주를 가진 주탑의 경우에는 다양한 주파수대의 웨이크가 존재하므로 넓은 풍속대에서 진동이 발생한다는 사실을 확인하였다. 자정식 현수교의 경우에는 주형의 교축방향 지지조건에 따라 주탑 진동 모드가 매우 민감하게 변화하였다. 본 연구 대상 주탑은 면외 휨 모드와 비틈 모드의 고유진동수가 매우 근접해 있어서 넓은 범위의 풍속에서 연성진동이 발생하였다 주탑 진동을 완화하기 위한 공기역학적 수단으로 모서리 자르기를 시도하였는데, 탑주의 폭과 잘린 모서리의 비가 1/10일 때가 가장 효과적이었다.

• Wind and Structures
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• 제30권6호
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• pp.633-648
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• 2020

The objective of this work was to investigate the interference effects of two-parallel bridge decks on aerodynamic coefficients, vortex-induced vibration, flutter instability and flutter derivatives. The two bridges have significant difference in cross-sections, dynamic properties, and flutter speeds of each isolate bridge. The aerodynamic static tests and aeroelastic tests were performed in TU-AIT boundary layer wind tunnel in Thammasat University (Thailand) with sectional models in a 1:90 scale. Three configuration cases, including the new bridge stand-alone (case 1), the upstream new bridge and downstream existing bridge (case 2), and the downstream new bridge and the upstream existing bridge (case 3), were selected in this study. The covariance-driven stochastic subspace identification technique (SSI-COV) was applied to identify aerodynamic parameters (i.e., natural frequency, structural damping and state space matrix) of the decks. The results showed that, interference effects of two bridges decks on aerodynamic coefficients result in the slightly reduction of the drag coefficient of case 2 and 3 when compared with case 1. The two parallel configurations of the bridge result in vortex-induced vibrations (VIV) and significantly lower the flutter speed compared with the new bridge alone. The huge torsional motion from upstream new bridge (case 2) generated turbulent wakes flow and resulted in vertical aerodynamic damping H1^* of existing bridge becomes zero at wind speed of 72.01 m/s. In this case, the downstream existing bridge was subjected to galloping oscillation induced by the turbulent wake of upstream new bridge. The new bridge also results in significant reduction of the flutter speed of existing bridge from the 128.29 m/s flutter speed of the isolated existing bridge to the 75.35 m/s flutter speed of downstream existing bridge.

• Wind and Structures
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• 제10권4호
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• pp.347-366
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• 2007

Guyed masts subjected to turbulent winds exhibit complex vibrations featuring many vibration modes, each of which contributes to various structural responses in differing degrees. This dynamic behaviour is further complicated by nonlinear guy cable properties. While previous studies have indicated that conventional frequency domain methods can reliably reproduce load effects within the mast, the system linearization required to perform such an analysis makes it difficult to relate these results directly to corresponding guy forces. As a result, the estimation of peak load effects arising jointly from the structural action of the mast and guys, such as leg loads produced as a result of guy reactions and mast bending moments, is uncertain. A numerical study was therefore undertaken to study peak load effects in a 295 m tall guyed mast acted on by simulated turbulent wind. Responses calculated explicitly from nonlinear time domain finite element analyses were compared with approximate methods in the frequency domain for estimating peak values of selected responses, including guy tension, mast axial loads and mast leg loads. It was found that these peak dynamic load effects could be accurately estimated from frequency domain analysis results by employing simple, slightly conservative assumptions regarding the correlation of related effects.

• Wind and Structures
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• 제31권5호
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• pp.403-418
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• 2020

To investigate the effects of central buckles on the dynamic behavior and flutter stability of long-span suspension bridges, four different connection options between the main cable and the girder near the mid-span position of the Aizhai Bridge were studied. Based on the flutter derivatives obtained from wind tunnel tests, formulations of self-excited forces in the time domain were obtained using a nonlinear least square fitting method and a time-domain flutter analysis was realized. Subsequently, the influences of the central buckles on the critical flutter velocity, flutter frequency, and three-dimensional flutter states of the bridge were investigated. The results show that the central buckles can significantly increase the frequency of the longitudinal floating mode of the bridge and have greater influence on the frequencies of the asymmetric lateral bending mode and asymmetric torsion mode than on that of the symmetric ones. As such, the central buckles have small impact on the critical flutter velocity due to that the flutter mode of the Aizhai Bridge was essentially the symmetric torsion mode coupled with the symmetric vertical mode. However, the central buckles have certain impact on the flutter mode and the three-dimensional flutter states of the bridge. In addition, it is found that the phenomenon of complex beat vibrations (called intermittent flutter phenomenon) appeared in the flutter state of the bridge when the structural damping is 0 or very low.

• Wind and Structures
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• 제32권1호
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• pp.71-80
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• 2021

In steel cable bridges, the use of magnetorheological (MR) dampers between butt cables is constantly increasing to dampen vibrations caused by rain and wind. The biggest problem in the actual applications of those devices is to launch a kind of appropriate algorithm that can effectively and efficiently suppress the perturbation of the tie through basic calculations and optimal solutions. This article discusses the optimal evolutionary design based on a linear and quadratic regulator (hereafter LQR) to lessen the perturbation of the bridges with cables. The control numerical algorithms are expected to effectively and efficiently decrease the possible risks of the structural response in amplification owing to the feedback force in the direction of the MR attenuator. In addition, these numerical algorithms approximate those optimal linear quadratic regulator control forces through the corresponding damping and stiffness, which significantly lessens the work of calculating the significant and optimal control forces. Therefore, it has been shown that it plays an important and significant role in the practical application design of semiactive MR control power systems. In the present proposed novel evolutionary parallel distributed compensator scheme, the vibrational control problem with a simulated demonstration is used to evaluate the numerical algorithmic performance and effectiveness. The results show that these semiactive MR control numerical algorithms which are present proposed in the present paper has better performance than the optimal and the passive control, which is almost reaching the levels of linear quadratic regulator controls with minimal feedback requirements.

• 수산해양기술연구
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• 제16권1호
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• pp.1-15
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• 1980

An underwater recording system was designed to measure the sound spectra of the underwater noises produced by fishing gears in operation. Recorded were noi~es from three types of fishing gears: an anchovy set net, three anchovy boat seine net and a stern trawlnet. Acoustic analysis were made using a heterodyne analyzer, a digital frequency analyzer and a level recorder. The no;'e produced by the anchovy set net was found in the high frequency region of the onset of ambient noise spectrum with a slope of - 6 dB/octave. Here the ambient noise spectrum is higher, though similar in shape, than Knudsen spectrum, and is attributed to the breaking action of the coastal wave. Measured noise spectra during the fishing operations of the anchovy boat seine nets are attributed to the background noise of the sea in the presence of the fishing vessels. The frequency distribution of the noise was 20~5, 000 Hz in the case of two steel anchovy boat seiners, and 20-3,000 Hz in the case of the wooden anchovy boat seiner. The predominant frequency range was 250~350 Hz and maximum sound pressure level was 122 dB (re $1\muPa$) in the case of the steel boat and ] 17 dB in the case of the wooden boat. The noises produced by the trawl fishing gears are remarkably higher than the background noi~e in the presence of the fishing vessel. The frequency distribution of the noi~e was 20-6,300 Hz. The predominant frequency range was 100~200 Hz and maximum sound pressure level was 137 dB ( re $1\muPa$) . The noise spectra were not so much different from that caused by vibrations of the towing cable and the structure of the ground rope of the trawl net towed in an experimental tank.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.315-321
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• 2023

장대교량은 낮은 고유진동수와 감쇠비를 가지는 초유연구조물로 진동사용성 문제에 취약하다. 하지만 현재 국내 설계지침에서는 풍속이나 진폭에 대한 임계값을 기반으로 유해진동 발생 여부를 평가하고 있다. 본 연구에서는 장대교량에서 발생하는 유해진동을 보다 정교하게 식별하기 위하여 딥러닝 기반 신호분할 모델을 활용한 데이터 포인트 단위의 와류진동 식별 방법론을 제안한다. 특별히 포락선을 가지는 사인파를 활용하여 와류진동에 해당하는 데이터를 합성함으로써 모델 구축에 필수적인 와류진동 데이터 획득 및 라벨링 과정을 대체하였다. 이후 푸리에 싱크로스퀴즈드 변환를 적용하여 시간-주파수 특징을 추출하여 신경망의 인풋 데이터로 사용하였다. 합성데이터만을 이용하여 양방향 장단기 기억신경망(Bidirectional Long-Short-Term-Memory) 모델을 훈련하였고 이를 라벨 정보를 포함한 실제 사장교의 계측데이터를 이용하여 학습한 모델과 비교하여 모델의 실시간 와류진동 식별 성능을 검증하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.