• Wind and Structures
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• 제37권1호
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• pp.1-13
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• 2023

Due to the irregular shape and the deviation of stiffness center and gravity center, buildings always suffer from complex surface load and vibration response under wind action. This study is dedicated to analyze the surface wind load and wind-induced response of an irregular building, and to discuss the possibility of top swimming pool as a TLD to diminish wind-induced vibration of the structure. Wind tunnel test was carried out on a hotel with irregular shape to analyze the wind load and structural response under 8 wind incident angles. Then a precise numerical model was established and calibrated through experimental results. The top swimming pool was designed according to the principle of frequency modulation, and equations of motion of the control system were derived theoretically. Finally, the wind induced response of the structure controlled by the pool was calculated numerically. The results show that both of wind loads and wind-induced responses of the structure are significantly different with wind incident angle varies, and the across-wind response is nonnegligible. The top swimming pool has acceptable damping effect, and can be designed as TLD to mitigate wind response.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권5호
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• pp.439-449
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• 2023

Non-linear vibration characteristics of functionally graded CNT-reinforced composite (FG-CNTRC) cylindrical shell panel on elastic foundation have not been sufficiently examined. In this situation, this study aims at the profound numerical investigation of the non-linear vibration response of FG-CNTRC cylindrical panels on Winkler-Pasternak foundation by introducing an accurate and effective 2-D meshfree-based non-linear numerical method. The large-amplitude free vibration problem is formulated according to the first-order shear deformation theory (FSDT) with the von Karman non-linearity, and it is approximated by Laplace interpolation functions in 2-D natural element method (NEM) and a non-linear partial derivative operator H_NL. The complex and painstaking numerical derivation on the curved surface and the crucial shear locking are overcome by adopting the geometry transformation and the MITC3+ shell elements. The derived nonlinear modal equations are iteratively solved by introducing a three-step iterative solving technique which is combined with Lanczos transformation and Jacobi iteration. The developed non-linear numerical method is estimated through the benchmark test, and the effects of foundation stiffness, CNT volume fraction and functionally graded pattern, panel dimensions and boundary condition on the non-linear vibration of FG-CNTRC cylindrical panels on elastic foundation are parametrically investigated.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권1호
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• pp.9-24
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• 2024

In order to study the shear mechanical behavior of prefabricated and assembled multi-key group stud connectors, this paper conducted push-out tests on 10 prefabricated and assembled multi-key group stud connectors, distributed in 5 groups, and detailed the failure modes of each specimen. Based on the finite element software, a total of 22 models of this type of stud connector are established, and validated the finite element models using the push-out tests. Furthermore, the effects of stud diameter, number of key groups, and spacing of key groups on the shear resistance of prefabricated and assembled multi-key group stud connectors are analyzed. Combined with the test and finite element, the force analysis is carried out for the stud and first-pouring and post-pouring concrete. The results show that the spacing and number of key groups have a significant impact on the shear capacity and shear stiffness of the specimen. For a single stud, the shear force is transferred to the surrounding concrete via the stud's root. When the stud is finally cut, the steel and the concrete plate are separated. Under vertical shear force, the top row of studs experiences the highest shear, while the middle row has the least. Based on statistical regression, a formula of assembled multi-key group stud connectors is proposed.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.11-24
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• 2011

고정반복법에 의한 암시적 HHT 시간적분법을 이용하여 3층 3경간 철근콘크리트 골조구조물을 수치해석모형과 물리적 분구조모형으로 나누어 실시간 하이브리드실험을 실시하였다. 물리적 부분구조모형으로는 1층 내부 비연성기둥 1개소가 선택되었고, 수치해석모형에 일축 방향의 지진하중을 시편이 심한 손상에 의하여 파괴에 이를 때까지 작용시켰다. 비선형 유한요소해석 프로그램인 Mercury가 실시간 하이브리드실험을 위하여 새로이 개발 및 적용되었다. 실험결과는 물리적 부분구조모형의 상부 수평방향 층간변위비를 OpenSees에 의한 수치해석시뮬레이션과 진동대실험의 그것과 비교하였다. 본 실험은 가장 복잡한 실시간 하이브리드실험 중의 하나이고, 하드웨어, 알고리즘 그리고 모형에 대한 기술적인 내용을 본 논문에 자세히 설명하였다. 수치해석모형의 개선, 물리적 부분구조 모형 접선강성행렬의 유한요소해석 프로그램에서의 평가 그리고 하중기반 보-요소의 요소상태결정의 연산시간을 줄이기 위한 소프트웨어의 개선이 이루어진다면 실시간 하이브리드실험과 진동대실험결과의 비교는 권장할 만하다. 그리고 "지진과 같은 동적하중하의 복잡한 구조물의 수치해석시뮬레이션"이라는 목적을 위하여 실시간 하이브리드실험은 동적하중에 대한 실험적 검증을 점진적으로 수치해석모형으로 대체하기 위한 저비용-고효율 실험법으로서의 가치를 충분히 가지고 있다고 할 수 있다.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권2호
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• pp.163-173
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• 2013

하악의 개구운동 시, 과두-관절원판 복합체는 관절융기를 따라서 활주운동을 하게 되므로 관절융기의 형태는 측두하악관절의 기능적인 움직임을 이해하는데 매우 중요한 부분이다. 본 연구의 목적은 치과용 cone-beam CT를 이용하여 관절융기의 후방경사를 계측하고, 관절융기의 경사도에 대한 과두의 병적 변화의 영향을 평가하며, 성별과 연령에 따른 관절융기의 차이를 비교 하는 것이다. 이를 위해 원광대학교 산본치과병원에 내원한 102명(남자:43명, 여자:49명, 평균나이: 37.7세)의 204개 측두하악관절의 cone-beam CT 영상을 평가하였으며, 모든 영상은 측두하악관절 분석모드로 전환하여 양측 관절의 연속된 시상 단면 이미지와 관상 단면 이미지를 관찰하였다. 신뢰성있는 데이터를 얻기 위해 숙련된 3명의 치과의사가 동일한 이미지 파일을 보며 판독 작업을 시행하였고, 3명 중 2명의 판독 결과가 동일할 경우만 최종 판독 결과로 기록하였다. 정상과두(NCBC)와 골변화를 동반한 과두(CBC)의 관절융기 경사도는 내측이 $57.0^{\circ}$(NCBC)과 $51.8^{\circ}$(CBC), 중심이 $57.9^{\circ}$(NCBC)과 $52.4^{\circ}$(CBC), 그리고 외측이 $55.1^{\circ}$(NCBC)과 $49.5^{\circ}$(CBC)를 나타냈고, 골변화를 보이는 과두가 정상과두보다 낮은 관절융기 경사도를 보였다. 이러한 차이는 성별이나 연령에 따른 통계적 유의성은 없었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.1-15
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• 1997

본 논문에서는 대형구조물에서 구조물의 안전성 평가와 관련하여 구조물이 국부손상도를 추정하기 위한 효율적인 부분구조추정(Substructural Identification) 기법에 대하여 연구하였다. 먼저, 부분구조 추정법을 위한 모형식을 설정하기 위하여 운동방정식으로부터 부분구조에 대한 계측오차를 처리하기 위한 모형을 포함한 추계론적 자동회귀-이동평균(ARAMX) 모형식을 유도하였다. 추정된 모형식의 계수는 유도된 관계식을 이용하면, 구조손상 평가에 이용될 수 있는 강성행렬로 환산될 수 있다. 본 논문에서 유도된 부분구조 추정법의 가장 큰 장점은 매우 안정되고 정확도가 우수한 구조추정법인 ARMAX 모형식에 기반한 순차적 예측오차 방법을 사용함으로써 다른 방법에 비해 추정의 안정성 및 정확도가 뛰어나다는 것이다. 다음으로는 개발된 부분구조 추정법을 이용하여 구조 손상도 추정이 수행되었다. 손상도 추정을 위하여 앞서 순차적 예측오차 방법을 이용하여 추정된 구조계 현상태의 강성행렬을 바탕으로, 최소지승법을 이용하여 구하는 간접법이 제시되었다. 제시된 방법들의 검증을 위하여 예제해석이 수행되었다. 트러스 및 연속교 모형 그리고 실험적 예제에 적용하여 구조의 강성행렬 및 감쇠행렬을 추정하였다. 이를 바탕으로 손상도 추정방법이 검증되었다. 해석결과로부터, 개발된 방법이 효율적이고 정확도 및 안정성의 측면에서 우수한 성질이 있음을 확인할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.513-523
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• 2012

본 연구는 횡력저항시스템별로 프로토타입 모델을 선정하고 지진지역과 비정형성에 따른 내진성능 영향력을 검토하였다. 프로토타입 모델은 다이아그리드 시스템과 브레이스튜브 시스템 그리고 아웃리거 시스템을 선정하였다. 또한 각 횡력저항시스템별 평면 비틀림 각도를 $0^{\circ}$, $1^{\circ}$($1.5^{\circ}$), $2^{\circ}$($3^{\circ}$) 씩 변화하여 내진성능을 검토하였다. 지진지역은 강진지역(LA), 약진지역(Boston)을 선정하였다. 선형응답해석은 프로토타입 모델의 풍변위, 고유주기를 검토하였다. Non-Linear Response History(NLRH) 해석에서는 밑면전단력, 층간변위비를 검토하였다. 검토결과 다이아그리드 시스템과 브레이스튜브 시스템 그리고 아웃리거 시스템 모두 평면 비틀림 각도가 증가할수록 건물 전체의 강성이 줄어들었다. 또한 평면 비틀림 각도가 증가할수록 풍변위와 고유주기 결과가 증가하고 건물 전체의 강성이 줄어들어 밑면전단력이 감소하였다. 끝으로, NLRH 해석 결과 강진과 약진지역 모두 Tall Building Initiative(TBI)의 Maximum Considered Earthquake(MCE)수준의 층간변위비 제한값 0.045를 만족하여 허용범위내의 내진성능을 만족하고 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Genetic Medicine
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• 제14권1호
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• pp.8-17
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• 2017

Purpose: Pulse wave velocity (PWV) is an indicator of arterial stiffness, and is considered a marker of vascular damage. However, a genome-wide association study analyzing single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with brachial-ankle PWV (baPWV) has not been conducted in healthy populations. We performed this study to identify SNPs associated with baPWV in healthy populations in Korea. Materials and Methods: Genomic SNPs data for 2,407 individuals from three sites were analyzed as part of the Korean Genomic Epidemiologic Study. Without replication samples, we performed multivariable analysis as a post hoc analysis to verify the findings in site adjusted analysis. Healthy subjects aged between 40 and 70 years without self-reported history or diagnosis of hypertension, diabetes, hyperlipidemia, heart disease, cerebrovascular disease and cancer were included. We excluded subjects with a creatinine level >1.4 mg/dL (men) and 1.2 mg/dL (women). Results: In the site-adjusted association analysis, significant associations (P<$5{\times}10^{-8}$) with baPWV were detected for only 5 SNPs with low minor allele frequency. In multivariable analysis adjusted by age, sex, height, body mass index, mean arterial pressure, site, smoking, alcohol, and exercise, 11 SNPs were found to be associated (P<$5{\times}10^{-8}$) with baPWV. The 5 SNPs (P<$5{\times}10^{-8}$) linked to three genes (OPCML, PRR35 and RAB40C) were common between site-adjusted analysis and multivariable analysis. However, meta-analysis of the result from three sites for the 11 SNPs showed no significant associations. Conclusion: Using the recent standard for genome-wide association study, we did not find any evidence of significant association signals with baPWV.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.116-126
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• 1993

대형구조계의 진동해석에 효율적인 방법으로 알려진 부분구조 진동형 합성방법을 방법론적 관점에서 분류하면 부분구조계간의 연결부 경계조건을 어떻게 가정하는가에 따라 구속모드방법, 불구속 모드방법 및 혼합방법으로 대별할 수 있다. 이 방법들 중에서 불구속 모드방법이 보다 효율적이고 또 특정 부분구조의 실험결과 이용이 용이한 장점이 있으나 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 대형 구조계의 진동해석에 효율적이면서 정확도 높은 결과를 얻을 수 있는 불구속 모드방법을 정식화하였다. 불구속 모드방법의 정확도 향상 방안으로서 모드합성시 배제된 고차진동형의 영향을 잉여강성과 더불어 잉여관성 효과도 고려하여 보상하였고, 또 주파수이동기법을 도입하므로써 주관심 주파수 부근에서 더욱 정확도가 높은 결과를 얻을 수 있도록 함과 동시에 부분구조계가 semi-definite system일 경우 특이매트릭스를 처리해야 하는 문제점도 해결하였다. 상기방법의 정확도 및 계산효율성은 선체 2차원 단순화 모델을 포함한 일련의 유한요소모델에 대해 검증되었다. 상기방법에 의한 계산결과는 정확도에 있어서 진동형 합성에 이용된 부분구조계의 최고차 진동수 이하에서는 전체계를 직접 유한요소해석한 경우와 대등하고, 구속모드방법보다 효율적이면서 정확도가 더 높은 결과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.19-26
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• 2021

격자 구조체는 강도 및 강성, 초경량 및 에너지 흡수 능력 등의 우수성을 가지고 있어서 전방위 산업에서 주목을 받고 있으나, 다양한 장점에도 불구하고 복잡한 형상에 따른 제조 공정의 어려움으로, 현재까지 광범위한 상용화 및 사용은 제한되고 있다. 한편 적층 제조는 전통적인 제조 방법으로는 불가능한 복잡한 기하학적 형상 제조가 가능한 기술로써, 격자 구조체 제조를 위한 최적 기술로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 3차원 좌표 방법으로 단위 셀을 형성하고, 단위셀의 바운더리 박스 크기 및 스트럿 반경에 따른 상대 밀도의 관계식을 도출하였다. 본 연구에서는 Simple Cubic(SC), Body-Centered Cubic(BCC) 및 Face-Centered Cubic(FCC)을 모델링 소프트웨어를 사용하여 상대 밀도 맞춤형 구조체를 설계하였다. 본 연구에서 제안한 상대 밀도 산출식 정확도는 SC, BCC 및 FCC에서 98.3 %, 98.6 % 및 96.2%의 신뢰성을 확보하였다. 격자 구조체를 대상으로 시뮬레이션 수행 결과, 동일한 셀 배열 조건에서는 상대 밀도가 커짐에 따라 항복 하중이 커지고, 동일 배열 조건에서는 SC, BCC, FCC 순으로 압축 항복 하중이 작아지는 결과가 나타났다. 최종적으로 20 mm × 20 mm × 20 mm 크기의 구조체는 SC 단위 셀을 3×3×3 배열로 구성하는 것이 압축 하중에 대한 구조적 최적화가 가능한 것으로 나타났다.