This study presents the reliability assessment of a 100.5 m tall reinforced concrete chimney at a glass factory under wind loading by using vibration-based identified modal values. Ambient vibration measurements were recorded and modal values such as frequencies, shapes and damping ratios were identified by using Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD) method. Afterwards, Finite Element Model (FEM) of the chimney was verified based on identified modal parameters. Reliability assessment of the chimney under wind loading was performed by obtaining the exceedance probability of demand to capacity distribution. Demand distribution of the chimney was developed under repetitive seeds of multivariate stochastic wind fields generated along the height of chimney. Capacity distribution of the chimney was developed by Monte Carlo simulation. Finally, it was found that reliability of the chimney is lower than code suggested limit values.
This study investigated the possibility of using the recorded micro tremor data on ground level as ambient vibration input excitation data for investigation and application Operational Modal Analysis (OMA) on the bench-scale earthquake simulator (The Quanser Shake Table) for model chimney. As known OMA methods (such as EFDD, SSI and so on) are supposed to deal with the ambient responses. For this purpose, analytical and experimental modal analysis of a model chimney for dynamic characteristics was performed. 3D Finite element model of the chimney was evaluated based on the design drawing. Ambient excitation was provided by shake table from the recorded micro tremor ambient vibration data on ground level. Enhanced Frequency Domain Decomposition is used for the output only modal identification. From this study, best correlation is found between mode shapes. Natural frequencies and analytical frequencies in average (only) 1.996% are different.
This work investigates the accuracy and performance of a $FE^2$ multi-scale implementation used to predict the behavior of composite materials. The equations are formulated assuming the small deformations solid mechanics approach in non-linear material models with hardening plasticity. The uniform strain boundary conditions are applied for the macro-to-micro transitions. A parallel algorithm was implemented in order to solve large engineering problems. The scheme proposed takes advantage of the domain decomposition method at the macro-scale and the coupling between each subdomain with a micro-scale model. The precision of the method is validated with a composite material problem and scalability tests are performed for showing the efficiency.
In this article, the dynamic parameters (frequencies, mode shapes, damping ratios) of the scaled concrete structure and the dynamic parameters (frequencies, mode shapes, damping ratios) of the entire outer surface of titanium dioxide, 80 micron in thickness are compared using operational modal analysis method. Ambient excitation was provided from micro tremor ambient vibration data on ground level. Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD) was used for the output only modal identification. From this study, a good correlation between mode shapes was found. Titanium dioxide applied to the entire outer surface of the scaled concrete structure has an average of 11.78% difference in frequency values and 10.15% in damping ratios, proving that nanomaterials can be used to increase rigidity in structures, in other words, for reinforcement. Another important result determined in the study was the observation of the adherence of titanium dioxide and similar nanomaterials mentioned in the introduction to concrete structure surfaces was at the highest level.
The dynamic properties (frequencies, mode shapes, damping ratios) of the scaled WPC warehouse are compared using the operational modal analysis approach to the dynamic parameters (frequencies, mode shapes, damping ratios) of the full outer surface of titanium dioxide, 70 micron in thickness. Micro tremor ambient vibration data on ground level was used to provide ambient excitation. For the output-only modal identification, Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD) was used. This study discovered a strong correlation between mode shapes. Titanium dioxide applied to the entire outer surface of the scaled WPC warehouse results in an average 14.05 percent difference in frequency values and 7.61 percent difference in damping ratios, demonstrating that nanomaterials can be used to increase rigidity in structures, or for reinforcement. Another significant finding in the study was the highest level of adherence of titanium dioxide and similar nanomaterials mentioned in the introduction to WPC structure surfaces.
본 논문에서는 건물의 횡방향 구조반응을 평가하기 위한 변형률 기반의 모니터링 기법이 제시되고, 이에 대한 기초 연구로써, 구조해석을 통해 제안된 기법을 검증한다. 광섬유 격자 센서(fiber Bragg grating, FBG)는 일반 변형률 센서와 비교하여 내구성이 뛰어날 뿐 아니라 높은 샘플링 수와 여러 지점을 동시에 계측할 수 있는 장점이 있다. 이러한 특성 때문에 FBG 센서는 구조 모니터링을 위해 많은 센서가 요구되는 건물의 모니터링에 적합하다. 본 연구에서 FBG 센서는 수직 부재의 변형률을 계측하며, 이는 해당 부재의 곡률을 평가한다. 이러한 곡률은 횡변위와 횡가속도를 평가하는데 사용된다. 추가적으로 횡방향 가속도는 frequency domain decomposition(FDD) 기법을 이용하여 구조물의 고유진동수와 모드형상을 추정하는데 사용된다. 9층 철골모멘트 골조 예제의 적용을 통해, 제시된 기법이 건물의 다양한 횡방향 구조 반응과 동적 특성을 평가하는데 적절함을 확인하였다.
상시진동을 이용하여 구조계의 동특성을 추출하는 운용모드해석 기법은 케이블교량 구조건전성모니터링의 한 분야로써 다양한 연구와 실험적 검증이 수행되어왔다. 본 연구에서는 두 번에 걸친 상시진동실험과 함께 3년간의 장기 계측을 통해 수집된 가속도 데이터를 이용하여 공용 중인 사장교의 장단기 동특성을 평가하였다. 교량 준공 이후 6년과 19년이 경과한 시기에 실시한 고해상도 상시진동실험으로부터 0.1 ~ 2.5 Hz 대역에서 27개 수직모드(휨, 비틈)와 1개 수평모드를 추출하였다. 운용모드해석에 기반한 동특성 추출은 PP기법, ERADC기법, FDD기법, TDD기법을 적용하였으며, 적용한 기법들 간에 유의미한 차이가 없는 것을 확인하였다. 장기 계측 고유진동수와 환경 요인(온도, 바람)에 대한 상관성 분석으로부터 온도 변화가 고유진동수 변동에 지배적인 영향인자임을 확인하였다. 대상교량의 고유진동수 감소 경향은 구조성능과 일체성이 변한 것이 아니라 두 번의 상시진동실험 간 온도 차이에 의한 환경영향이 컸음을 밝혔다. 또한 TDD기법 적용 시, 지연이 0에서 자기상관이 1이 되도록 시퀀스를 정규화하는 알고리즘을 추가하여 모드형상 추출의 정확도를 개선하였다.
본 연구는 GSP 환경에서 합동변환 개념에 대한 발생적 분해를 제시하고, 중학교 2학년 영재학급 학생 4명을 대상으로 참여 학생들의 합동변환 개념에 대한 발생적 분해가 어떻게 드러나고 변화하는지, 또한 드래그 활동이 합동변환 개념의 이해에 어떤 역할을 하는지 알아보고자 하였다. 합동변환 개념을 이해할 때, 학생들은 중요한 두 스키마인 '한 점 이동 스키마'와 '변환 이동 스키마'를 동시에 고려하였으며, 한 학생이 어느 한 스키마를 선호하거나 치중하여 사용하기 보다는 두 스키마를 모두 고려하되 방향을 정하기 어려운 과제일수록 '한 점 이동 스키마'에 더 의존하는 경향을 보였다. Law(1991)의 '한 점 이동 스키마'의 집약화에 따른 '도형 이동 스키마'는 학생들에게 관찰되지 않았으며, 합동변환의 합성을 완벽하게 이해하기 위해서 조정뿐만 아니라 가역적 사고가 더 필요하였다. 또한, 합동변환 개념을 이해하는 과정에서 학생의 드래그 활동은 정의역과 치역을 평면 위의 점으로 확장하는데 도움이 되었고, 벡터, 회전의 중심, 대칭축의 역할을 인식하는데 도움이 되었다.
이 논문은 3차원 정수 웨이브릿 변환을 이용한 손실 의료 영상 압축에 대한 방법을 보여준다. 의료영상에 3차원 웨이브릿 분할법과 3차원 spatial dependence tree를 이용한 Set Partitioning in Hierarchical Trees(SPIHT) algorithm을 제공한다. 또한 3차원 웨이브릿 분할법에서 정수 웨이브릿 필터들을 이용한 lifting방법을 이용하고, unitary 변환을 만들기 위하여 정확한 scaling을 이용한다. 압축률이 증가하면 할수록 인접한 coding unit사이에선 boundary effect가 생긴다. Video와 같지 않아서 인접한 coding unit사이에서의 boundary artifact는 보여서는 안 된다. 이러한 현상을 제거하기 위해서 인접한 coding unit사이에 axial domain으로 overlapping방법을 사용한다. 또한 코딩 할 때 여러 종류의 정수 필터들을 사용한다. 결과로 어떤 특정한 필터를 사용할 때 좋은 결과를 얻었고 overlapping방법을 사용했기 때문에 ringing artifacts는 거의 찾아 볼 수가 없게 되었다. 그리고 어두운 면을 코딩 할 때도 좋은 결과를 얻었다.
본 논문에서는 특이치 분해를 이용한 워터마크 기법을 제안하였다. 워터마킹의 단계는 먼저 웨이블릿 변환에 의한 저해상도 LL대역의 영상을 3${\times}$3 블록단위로 나누고, 엔트로피와 조건수를 기준으로 선택한 블록을 특이치 분해하여 워터마크를 삽입하는 것이다. 이는 워터마크 추출을 안정적으로 수행할 수 있는 저 대역 워터마크 삽입기법을 제공한다. 본 논문에서 워터마크를 효율적으로 추출하기 위해 영상에 가해진 공격을 국소적으로 모델링하여 공격연산자를 근사적으로 구하고, 워터마크 삽입 시 수행된 특이치 분해와 추정된 공격연산자를 적용하여 삽입위치에 따라 워터마크 집단을 결정한다. 각 워터마크 집단 내에서 최적의 워터마크를 구하고 T검정을 이용하여 워터마크의 유무를 검정한다. 제안된 워터마크 기법이 여러 단계 JEPG 공격에 견고하다는 것을 수치실험에서 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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