• Title/Summary/Keyword: Dynamic Interface

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Hybrid GA-ANN and PSO-ANN methods for accurate prediction of uniaxial compression capacity of CFDST columns

  • Quang-Viet Vu;Sawekchai Tangaramvong;Thu Huynh Van;George Papazafeiropoulos
    • Steel and Composite Structures
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    • 제47권6호
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    • pp.759-779
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    • 2023
  • The paper proposes two hybrid metaheuristic optimization and artificial neural network (ANN) methods for the close prediction of the ultimate axial compressive capacity of concentrically loaded concrete filled double skin steel tube (CFDST) columns. Two metaheuristic optimization, namely genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO), approaches enable the dynamic training architecture underlying an ANN model by optimizing the number and sizes of hidden layers as well as the weights and biases of the neurons, simultaneously. The former is termed as GA-ANN, and the latter as PSO-ANN. These techniques utilize the gradient-based optimization with Bayesian regularization that enhances the optimization process. The proposed GA-ANN and PSO-ANN methods construct the predictive ANNs from 125 available experimental datasets and present the superior performance over standard ANNs. Both the hybrid GA-ANN and PSO-ANN methods are encoded within a user-friendly graphical interface that can reliably map out the accurate ultimate axial compressive capacity of CFDST columns with various geometry and material parameters.

부유식 풍력발전 시스템 동역학 해석 프로그램 개발 연구 (A Study on a Dynamics Simulation Program Development for Floating Wind Turbines)

  • 임채환;송진섭;정태영;문석준;고진용;이성균;배대성;배동희
    • 풍력에너지저널
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    • 제2권2호
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    • pp.30-37
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    • 2011
  • A floating wind turbine dynamic simulation program, WindHydro, is newly developed taking into account wind inflow and incident wave. WindHydro consists of 5 modules, HDFloat for hydrodynamics, HDProp for hydrodynamic property calculation, HDMoor for mooring dynamics, AeroDyn for aerodynamics, DAFUL for multi-body dynamics with nonlinear elasticity, and interface program that connects each calculation module. A turbulent wind and regular wave load case is simulated for the 5-MW OC3-Hywind with a spar bouy platform and catenary mooring lines. The results are compared with the results of the FAST(developed by NREL). As a result, the overall system responses from WindHydro and FAST agree well although some differences in the generator responses are observed.

Analysis of risk for high-speed trains caused by crosswind in subgrade settlement zones based on CFD-FE coupling

  • Qian Zhang;Xiaopei Cai;Tao Wang;Yanrong Zhang;Shusheng Yang
    • Wind and Structures
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    • 제37권4호
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    • pp.275-287
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    • 2023
  • Subgrade differential settlement of high-speed railways was a pivotal issue that could increase the risk of trains operation. The risk will be further increased when trains in the subsidence zone are affected by crosswinds. In this paper, the computational fluid dynamics (CFD) model and finite element (FE) model were established, and the data transmission interface of the two models was established by fluid-solid interaction (FSI) method to form a systematic crosswind-train-track-subgrade dynamic model. The risk of high-speed train encountering crosswind in settlement area was analyzed. The results showed that the aerodynamic force of the trains increased significantly with the increase in crosswind speed. The aerodynamic force of the trains could reach 125.14 kN, significantly increasing the risk of derailment and overturning. Considering the influence of crosswind, the risk of train operation could be greatly increased. The safety indices and the wheel-rail force both increased with the increase of the wind speed. For the high-speed train running at 350 km/h, the warning value of wind speed was 10.2 m /s under the condition of subgrade settlement with wavelength of 20 m and amplitude of 15 mm.

지게차 변속제어 알고리즘 검증을 위한 임베디드 변속기 시뮬레이터 개발 (Development of Embedded Transmission Simulator for the Verification of Forklift Shift Control Algorithm)

  • 정규홍
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제20권4호
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    • pp.17-26
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    • 2023
  • A forklift is an industrial vehicle that lifts or transports heavy objects using a hydraulically operated fork, and is equipped with an automatic transmission for the convenience of repetitive transportation, loading, and unloading work. The Transmission Control Unit (TCU) is a key component in charge of the shift control function of an automatic transmission. It consists of an electric circuit with an input/output signal interface function and firmware running on a microcontroller. To develop TCU firmware, the development process of shifting algorithm design, firmware programming, verification test, and performance improvement must be repeated. A simulator is a device that simulates a mechanical system having dynamic characteristics in real time and simulates various sensor signals installed in the system. The embedded transmission simulator is a simulator that is embedded in the TCU firmware. information related to the mechanical system that is necessary for TCU normal operation. In this study, an embedded transmission simulator applied to the originally developed forklift TCU firmware was designed and used to verify various forklift shift control algorithms.

Investigation of rate dependent shear bond properties of concrete masonry mortar joints under high-rate loading

  • John E. Hatfield;Genevieve L. Pezzola;John M. Hoemann;James S. Davidson
    • Computers and Concrete
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    • 제33권5호
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    • pp.519-533
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    • 2024
  • Many materials including cementitious concrete-type materials undergo material property changes during high-rate loading. There is a wealth of research regarding this phenomenon for concrete in compression and tension. However, there is minimal knowledge about how mortar material used in concrete masonry unit (CMU) construction behaves in high-rate shear loading. A series of experiments was conducted to examine the bond strength of mortar bonded to CMU units under high-rate shear loading. A novel experimental setup using a shock tube and dynamic ram were used to load specially constructed shear triplets in a double lap shear configuration with no pre-compression. The Finite Element Method was leveraged in conjunction with data from the experimental investigation to establish if the shear bond between concrete masonry units and mortar exhibits any rate dependency. An increase in shear bond strength was observed when loaded at a high strain rate. This data indicates that the CMU-mortar bond exhibits a rate dependent strength change and illustrates the need for further study of the CMU-mortar interface characteristics at high strain rates.

실시간 SNS 데이터를 위한 Storm 기반 동적 태그 클라우드 (Storm-Based Dynamic Tag Cloud for Real-Time SNS Data)

  • 손시운;김다솔;이수정;길명선;문양세
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제6권6호
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    • pp.309-314
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    • 2017
  • 일반적으로 SNS (social network service) 데이터는 정형, 비정형 데이터가 섞여 빠르게 생성되는 빅데이터의 특성을 갖기 때문에 실시간 수집/저장/분석에 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 이러한 SNS 데이터의 분석에 활용할 수 있는 Apache Storm 기반 실시간 동적 데이터 시각화 기술을 제안한다. Storm은 대표적인 빅데이터 기술 중 하나로, 실시간으로 수집되는 데이터를 분산 환경에서 처리 및 분석하는 소프트웨어 플랫폼이다. 본 논문은 Storm을 사용하여 빠르게 발생하는 트위터(Twitter) 데이터를 수집 및 집계하고, 태그 클라우드를 통해 그 결과를 동적으로 표현하고자 한다. 이를 위해, 사용자가 요구하는 키워드를 입력받고 해당 키워드를 통한 시각화 결과를 실시간으로 확인할 수 있는 웹 인터페이스를 설계 및 구현한다. 또한, 각각의 태그 클라우드 결과를 비교하여 올바로 시각화되었는지 확인한다. 본 연구를 통해, 사용자는 관심있는 주제가 SNS에서 어떻게 변화하고 있는지 직관적으로 판단할 수 있게 되며, 시각화 결과는 주제별 트렌드 분석, 고객 니즈 파악 등 다른 서비스에도 활용이 가능하다.

깊이영상에서 효율적인 핸드 마우스를 위한 3D 포인팅 (3D Pointing for Effective Hand Mouse in Depth Image)

  • 주성일;원선희;최형일
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.35-44
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    • 2014
  • 본 논문에서는 효율적인 핸드 마우스를 위한 3D 포인팅 인터페이스에 대해 제안한다. 제안하는 방법에서는 조명과 환경 변화에 강건하기 위해 깊이영상을 이용하고, 손바닥의 법선벡터를 이용하여 3D 포인팅을 구성한다. 먼저, 손 영역 검출과 추적은 기존 방법을 이용하고, 이로부터 획득한 정보를 바탕으로 손바닥의 영역을 예측하여 관심 영역을 획득한다. 관심 영역을 획득하면, 해당 영역을 평면의 방정식으로 근사시키고, 법선 벡터를 추출한다. 다음으로, 안정적인 제어를 위해 추출한 법선 벡터를 이용하여 보간을 수행하고, 교점을 검출한다. 검출된 교점은 안정성과 효율성을 위해 시그모이드 함수를 이용한 동적 가중치가 적용되고, 최종적으로 2D 좌표계로 변환된다. 본 논문에서는 관심 영역, 방향 벡터 검출 방법에 대해 설명하고 안정적인 제어를 위한 보간 방법과 동적 가중치 적용방법에 대해 제안한다. 마지막으로 제안된 3D 포인팅의 정성적, 정량적 분석을 통해 안정적인 제어 가능성을 입증한다.

다중처리가 가능한 새로운 Globally Asynchronous, Locally Dynamic System 버스 구조 (A Novel Globally Asynchronous, Locally Dynamic System Bus Architecture Based on Multitasking Bus)

  • 최창원;신현출;위재경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권5호
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    • pp.71-81
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로운 On-Chip 버스로 다중처리 기반의 GALDS 버스 구조를 제안하였고 성능을 검증하였다. 제안된 GALDS 버스 구조는 멀티 마스터 멀티 슬레이브의 다중 처리를 지원하는 세그먼트(segment) 기반의 고성능의 양방향 다중처리 버스 구조(bi-direction multitasking bus architecture)이다. 또한, 시스템의 태스크(task) 분석에 의해서, 버스는 버스 동작 주파수의 배수 값을 갖는 주파수 사이에서 각각의 IP에 최적화된 동작 주파수를 선택하기 때문에 전체 전력 소모를 줄일 수 있다. 서로 다른 동작 주파수를 입력받은 IP들 간의 효율적인 데이터 통신을 위하여, 본 구조에서는 비동기 양방향 FIFO를 기반으로 하는 비동기 Wrapper 설계하였다. 또한, 버스 세그먼트의 추가만으로 시스템의 쉬운 확장이 가능하기 때문에, 제안된 구조는 IP 재사용 및 구조적 변경이 용이한 장점을 갖는다. 제안된 버스의 검증을 위해 4-마스터/4-슬레이브를 가지는 4-세그먼트의 버스와 비동기 Wrapper를 Verilog HDL을 이용하여 구현하였다. 버스의 다중처리동작 검증은 버스와 IP의 동작 주파수 비가 1:1, 1:2, 1:4, 1:8인 경우를 기준으로 시뮬레이션을 통해 마스터 IP에서 슬레이브 IP 사이의 데이터 읽기 및 쓰기 전송 동작을 확인하였다. 데이터 전송은 Advanced Microcontroller Bus Architecture(AMBA)과 호환 가능한 16 Burst Increment 모드로 하였다. 제한된 GALDS 버스의 최대 동작 지연시간은 쓰기 동작 시 22 클럭, 읽기 동작 시 44 클럭으로 확인되었다.

비정질 강섬유의 길이 및 혼입률에 따른 섬유보강 시멘트복합체의 직접인장특성 (Direct Tensile Properties of Fiber-Reinforced Cement Based Composites according to the Length and Volume Fraction of Amorphous Metallic Fiber)

  • 김홍섭;김규용;이상규;최경철;남정수
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.201-207
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    • 2019
  • 본 연구에서는 변형속도에 따른 비정질 강섬유보강 시멘트복합체의 직접인장특성에 대하여 평가하였다. 길이 15, 30mm의 박판형 비정질 강섬유를 각각 1.0, 1.5, 2.0% 혼입한 섬유보강 시멘트복합체를 제작하였으며, 변형속도 $10^{-6}/s$(정적), $10^1/s$(동적)의 조건에서 직접인장시험을 수행하였다. 그 결과, 길이 15mm의 비정질 강섬유는 섬유의 섬유의 길이가 짧고 혼입개체수가 많기 때문에 섬유가 매트릭스로부터 인발되었다. 반면, 길이 30mm의 비정질 강섬유는 섬유의 표면이 거칠고 비표면적이 크기 때문에 매트릭스와의 부착성능이 우수하지만, 박판형의 섬유 형상이 전단력에 약하기 때문에 섬유가 인발되지 않고 파단 되었다. 섬유의 길이가 길수록 인장강도, 변형능력 및 인성이 큰 것으로 나타났다. 반면, 길이 30mm의 비정질 강섬유는 매트릭스로부터 인발되지 않고 파단 되지만 길이 15mm의 비정질 강섬유는 매트릭스로부터 인발되기 때문에 변형속도의 영향을 받는 섬유-매트릭스 계면의 부착효율이 크게 되어, 인장강도, 변형능력 및 인성에 대한 동적증가계수가 큰 것으로 나타났다.

Sorbitan Laurate 계면활성제 합성 및 계면 특성에 관한 연구 (Synthesis and Characterization of Interfacial Properties of Sorbitan Laurate Surfactant)

  • 이슬;김병조;이종기;임종주
    • 공업화학
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    • 제22권1호
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    • pp.37-44
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    • 2011
  • 합성한 sorbitan laurate SP 20의 CMC 값은 약 $7.216{\times}10^{-4}mol/L$로서 옥틸페놀 에톡실레이트 OPE 10에 비하여 약간 크지만, CMC에서의 표면장력은 26.0 mN/m로 OPE 10에 비하여 작았다. 또한 SP 20의 경우에는 OPE 10 계면활성제와 비교하며 공기와 수용액의 계면이 계면활성제 단분자에 의하여 포화되는 데 더 많은 시간이 소요되었다. SP 20 계면활성제 수용액의 접촉각은 계면활성제 농도가 증가함에 따라 감소하였으며, 동일한 계면활성제 농도에서 OPE 10에 비하여 접촉각이 큼을 알 수 있었다. OPE 10과 SP 20 계면활성제 수용액의 거품 반감기는 각각 770, 1268 s로서 SP 20 계면활성제가 OPE 10 계면활성제에 비하여 거품의 안정성이 크며, 이러한 결과는 표면장력 측정 결과와 일치하였다. OPE 10에 비하여 SP 20의 가용화 속도는 매우 낮으며, 이러한 결과는 foam stability, 접촉각 및 CMC 실험 결과와 일치하였다. OPE 10과 SP 20 시스템의 평형에서의 계면장력은 각각 0.659, 0.742 mN/m으로서 비슷한 값을 나타내었으나, OPE 10의 경우에는 비교적 짧은 시간 내에 계면장력이 평형에 도달하는 것에 비하여 SP 10의 경우에는 계면장력이 평형 값에 도달하는데 약 25 min이 소요되었다.