• 제목/요약/키워드: Dynamic models

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Wind loads on a moving vehicle-bridge deck system by wind-tunnel model test

  • Li, Yongle;Hu, Peng;Xu, You-Lin;Zhang, Mingjin;Liao, Haili
    • Wind and Structures
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    • 제19권2호
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    • pp.145-167
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    • 2014
  • Wind-vehicle-bridge (WVB) interaction can be regarded as a coupled vibration system. Aerodynamic forces and moment on vehicles and bridge decks play an important role in the vibration analysis of the coupled WVB system. High-speed vehicle motion has certain effects on the aerodynamic characteristics of a vehicle-bridge system under crosswinds, but it is not taken into account in most previous studies. In this study, a new testing system with a moving vehicle model was developed to directly measure the aerodynamic forces and moment on the vehicle and bridge deck when the vehicle model moved on the bridge deck under crosswinds in a large wind tunnel. The testing system, with a total length of 18.0 m, consisted of three main parts: vehicle-bridge model system, motion system and signal measuring system. The wind speed, vehicle speed, test objects and relative position of the vehicle to the bridge deck could be easily altered for different test cases. The aerodynamic forces and moment on the moving vehicle and bridge deck were measured utilizing the new testing system. The effects of the vehicle speed, wind yaw angle, rail track position and vehicle type on the aerodynamic characteristics of the vehicle and bridge deck were investigated. In addition, a data processing method was proposed according to the characteristics of the dynamic testing signals to determine the variations of aerodynamic forces and moment on the moving vehicle and bridge deck. Three-car and single-car models were employed as the moving rail vehicle model and road vehicle model, respectively. The results indicate that the drag and lift coefficients of the vehicle tend to increase with the increase of the vehicle speed and the decrease of the resultant wind yaw angle and that the vehicle speed has more significant effect on the aerodynamic coefficients of the single-car model than on those of the three-car model. This study also reveals that the aerodynamic coefficients of the vehicle and bridge deck are strongly influenced by the rail track positions, while the aerodynamic coefficients of the bridge deck are insensitive to the vehicle speed or resultant wind yaw angle.

The use of SMA wire dampers to enhance the seismic performance of two historical Islamic minarets

  • El-Attar, Adel;Saleh, Ahmed;El-Habbal, Islam;Zaghw, Abdel Hamid;Osman, Ashraf
    • Smart Structures and Systems
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    • 제4권2호
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    • pp.221-232
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    • 2008
  • This paper represents the final results of a research program sponsored by the European Commission through project WIND-CHIME ($\underline{W}$ide Range Non-$\underline{IN}$trusive $\underline{D}$evices toward $\underline{C}$onservation of $\underline{HI}$storical Monuments in the $\underline{ME}$diterranean Area), in which the possibility of using advanced seismic protection technologies to preserve historical monuments in the Mediterranean area is investigated. In the current research, the dynamic characteristics of two outstanding Mamluk-Style minarets, which similar minarets were reported to experience extensive damage during Dahshur 1992 earthquake, are investigated. The first minaret is the Qusun minaret (1337 A.D, 736 Hijri Date (H.D)) located in El-Suyuti cemetery on the southern side of the Salah El-Din citadel. The minaret is currently separated from the surrounding building and is directly resting on the ground (no vaults underneath). The total height of the minaret is 40.28 meters with a base rectangular shaft of about 5.42 ${\times}$ 5.20 m. The second minaret is the southern minaret of Al-Sultaniya (1340 A.D, 739 H.D). It is located about 30.0 meters from Qusun minaret, and it is now standing alone but it seems that it used to be attached to a huge unidentified structure. The style of the minaret and its size attribute it to the first half of the fourteenth century. The minaret total height is 36.69 meters and has a 4.48 ${\times}$ 4.48 m rectangular base. Field investigations were conducted to obtain: (a) geometrical description of the minarets, (b) material properties of the minarets' stones, and (c) soil conditions at the minarets' location. Ambient vibration tests were performed to determine the modal parameters of the minarets such as natural frequencies and mode shapes. A $1/16^{th}$ scale model of Qusun minaret was constructed at Cairo University Concrete Research Laboratory and tested under free vibration with and without SMA wire dampers. The contribution of SMA wire dampers to the structural damping coefficient was evaluated under different vertical loads and vibration amplitudes. Experimental results were used along with the field investigation data to develop a realistic 3-D finite element model that can be used for seismic risk evaluation of the minarets. Examining the updated finite element models under different seismic excitations indicated the vulnerability of such structures to earthquakes with medium to high a/v ratio. The use of SMA wire dampers was found feasible for reducing the seismic risk for this type of structures.

네트워크 중심성, 자율적 동기, 그리고 능력 간의 상호의존적 관계가 지식공유에 미치는 영향에 관한 연구 (Analyzing the Interdependent Role of Network Centrality, Motivation and Ability in Knowledge Sharing)

  • 정상윤;노상규
    • 한국전자거래학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.49-78
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    • 2019
  • 지식기반사회의 21세기에서 경쟁하는 기업들에게 조직구성원간의 지식공유는 기업의 핵심역량과 밀접한 연관을 갖는 핵심화두다. 특히 조직 내 네트워크의 위치 요인이 지식공유에 미치는 영향에 관해서는 학문적으로 논란이 계속되어 왔다. 이는 네트워크 중심성이 높을수록 정보에 대한 접근성이 높아지고 지식공유의 기회는 확대되는 반면에 약한 유대감으로 인해 실제 지식공유가 이루어지지 않는다는 논란이다. 본 연구에서는 지식 공유에 있어 세 가지 요소 - 네트워크 중심성, 자율적 동기, 그리고 지식공유능력 - 간의 상호작용이 지식공유에 미치는 영향을 보고자 한다. 그리고 더 나아가, 지식공유능력을 다양하고 깊이 있는 사전지식, SNS 활용능력, 그리고 자기효능감의 세 가지 측면으로 심도 있게 연구하였다. 그 결과, 부분적으로 네트워크 중심성과 자율적동기, 지식공유능력 간의 상호작용이 통계적으로 유의함을 밝혔다. 즉, 네트워크 중심성이 낮고, 높은 자율적동기, 그리고 사전지식이 많을 때 가장 높은 수준의 지식공유를 볼 수 있었다. 이를 통해, 동기와 능력이 강하면 네트워크의 주변적 위치라는 불리한 환경에서도 지식공유가 일어난다는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구는 지식공유를 둘러싼 기존의 학문적 논쟁에 새로운 대안을 제시했다는 의의를 가진다.

하이브리드 구조실험을 위한 데이터 모델 (Data Model for Hybrid Structural Experiments)

  • 이창호;토마스 마룰로;리차드 소스
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.391-401
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    • 2009
  • 하이브리드 구조실험에서는 구조물을 여러 개의 부분구조물로 나누어서 실험과 해석을 하고 이의 결과를 합쳐서 전체적인 구조물의 거동을 파악한다. 이러한 방법은 진동대 실험과 비교하여 구조물의 크기제한의 영향을 받지 않는 유사동적 실험에 효과적이다. 하이브리드 구조실험과정에서 발생된 데이터와 관련 정보를 저장하고 검색할 수 있는 컴퓨터시스템을 만들기 위해서는 하이브리드 구조실험과 관련된 정보를 체계화시켜서 구성하는 작업이 선행되어야 한다. 본 논문은 하이브리드 구조실험에 관련된 정보를 표현하는 데이터 모델을 제시하고 있는데, 이 데이터 모델은 포괄적인 구조실험 정보를 표현하는 데이터 모델의 하나인 리하이 모델에서 하이브리드 실험부분을 개선한 것이다. 하이브리드 구조실험에서의 부분구조물들을 표현하기 위하여 실험모델 클래스와 해석모델 클래스를 정의하였고, 이러한 클래스들의 정보교환을 조정하는 클래스를 정의하였으며, 제한된 범위의 시스템을 구현하여 객체들 간의 연결 상태를 파악할 수 있도록 하였다. 본 논문에서 기술한 데이터 모델은 구조실험자와 연구자들이 사용할 수 있는 하이브리드 구조실험 정보를 저장하는 컴퓨터 시스템을 개발하는데 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

비선형 교대운동이 교량구조물의 지진응답에 미치는 영향분석 (Effects of Nonlinear Motions due to Abutment-Soil Interaction upon Seismic Responses of Multi-Span Simply Supported Bridges)

  • 김상효;마호성;이상우;경규혁
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권6호
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    • pp.17-24
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    • 2002
  • 교대-인접토체사이의 상호작용으로 인한 비선형 교대거동이 교량구조물의 전체지진응답에 미치는 영향을 다양한 인자들을 고려할 수 있도록 개발된 이상화된 교량 해석모형을 이용하여 분석하였다. 교대의 비선형 운동은 교대의 강성저하를 반영하는 비선형 스프링으로 모형화하였으며, 비선형효과를 분석하기 위하여 현행 도로교 설계기준에서 제시하고 있는 일정강성을 적용한 선형스프링을 이용한 상대적인 선형모형과 결과를 비교하였다. 분석결과로부터 전체적인 교량구조물의 지진응답은 교대진동계의 모형화 방법 밑 인접한 토체의 조건에 따라 다양하게 나타나며, 교대진동계는 교량구조물의 지진응답에 중요한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 인접진동계간 최대상대거리는 비선형 모델을 적용한 경우가 상당히 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 전체 교량구조물에서 낙교의 발생가능성이 가장 큰 위치에서 최대 30%, 정도까지도 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 촘촘한 모래를 갖는 토체조건 하에서는 경간수가 증가할수록 교대의 비선형 거동에 따른 영향은 증가하는 것으로 평가되었다. 따라서 교량구조물의 지진거동 분석시 교대의 거동특성을 보다 실제적으로 반영하기 위해서는 교대의 비선형거동이 합리적으로 고려되어야 할 것으로 판단된다.

Estimation of the relationship between below-ground root and above-ground canopy development by measuring dynamic change of soil ammonium-N concentration in rice

  • Fushimi, Erina;Yoshida, Hiroe;Tokida, Takeshi;Nakagawa, Hiroshi
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.183-183
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    • 2017
  • In the early part of rice growth, root volume primarily limits the amount of plant-accessible nitrogen (N). Therefore, knowledge of the root development is important for modeling N uptake of rice. The timing when the volume of rhizosphere cover the whole soil is also important to carry out timely top dressing. However, information about initial root expansion and associated N uptake is limited due to intrinsic technical difficulties in assessing below-ground processes. Some studies, however, showed a close relationship between below-ground root and above-ground leaf development, suggesting a possibility that above-ground attributes could serve as surrogates for the root processes. In this study, we investigated the relationship between below-ground and above-ground development of rice. Field experiments were conducted where we cultivated Koshihikari (a leading cultivar in Japan) for four different cropping schedules in 2012. In 2016, Gimbozu (HEG4) and three flowering time mutant lines of Gimbozu (X61 (se13), HS276 (ef7), DMG9 (se13, ef7)) were examined for a single season. Experiments were performed with three replications in a completely randomized design. We monitored ammonium-N concentration ([NH4+-N]) in soil solution by repeatedly taking samples from a porous tubing (10-cm long) vertically inserted at the most distant point from surrounding rice hills. Samples were taken in triplicate (= triplicate tubes) and every three days from transplanting in each experimental unit. For above-ground attributes, leaf area index (LAI) was measured in 2012, whereas soil coverage ratio was estimated by image processing in 2016. Results showed that [NH4+-N] increased gradually after transplanting and then rapidly decreased from a certain day. This distinct drop in [NH4+-N] informed us the timing at which the rice root system reached the point of porous tubing and thus essentially covered the whole soil volume. The LAI at the dropping point was about 0.43 regardless of the cropping schedules in 2012 experiment. In 2016, the coverage ratio at the N dropping point was within the range of 0.12 to 0.19 for four genotypes having different growth durations. In addition, the coverage ratios at seven weeks after the transplanting showed a good correspondence to LAI across the four genotypes. We therefore conclude that both LAI and coverage ratio may serve as robust indicators for root development and might be useful to estimate the timing when the root system fully cover the soil volume. Results obtained here will also contribute to develop models that can predict not only above-ground canopy development but also associated below-ground processes.

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전단스프링과 섬유요소를 이용한 철근콘크리트 전단벽의 비선형 해석모델에 관한 연구 (Nonlinear Modeling of RC Shear Walls Using Fiber and Shear Spring Elements)

  • 이광호;유태상;김태완;정성훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.559-566
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    • 2012
  • 철근콘크리트 전단벽을 모델링하기 위해서 섬유요소와 전단스프링을 사용한 모델을 개발하였다. 섬유요소는 전단벽의 휨변형을 나타내며, 전단스프링은 전단변형을 나타낸다. 섬유요소는 단면치수와 비선형 재료성질을 입력하여 모델링되며, 전단스프링은 섬유요소모델과 VecTor2프로그램의 해석 결과로부터 그 변수들을 선정한다. 전단스프링은 전단변형에 의한 강도 강성 감소, 핀칭효과, 그리고 슬립현상을 모사할 수 있는 OpenSees의 Pinching4 모델을 사용하였다. 전단스프링의 변수선정과정은 복잡하고 시간이 오래 걸린다. 따라서 섬유요소모델의 사용성을 검토하기 위해 전단벽의 형상비(H/L), 보의 높이변화, 그리고 보와 전단벽의 강성비 휨강도비를 변수로 하여 전단벽 건물에 동적해석을 수행하였다. 전단벽의 형상비는 섬유요소모델을 사용한 모델과 섬유요소와 전단스프링을 함께 사용한 모델의 층간변위비 오차와 일정한 관계를 가진다. 하지만 보의 높이변화와 강성비 휨강도비 변화에 두 모델의 오차는 일정한 관계를 보이지 않는다.

인공신경망 기법을 이용한 태풍 강도 및 진로 예측 (Prediction of Tropical Cyclone Intensity and Track Over the Western North Pacific using the Artificial Neural Network Method)

  • 최기선;강기룡;김도우;김태룡
    • 한국지구과학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.294-304
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    • 2009
  • 북서태평양에서 발생한 태풍에 대해 발생 후 5일 동안 12시간 간격으로 태풍의 강도 및 진로를 예측할 수 있는 인공신경망 모델을 개발하였다. 사용되어진 예측인지는 CLIPER(발생 위치 강도 일자), 운동학적 파라미터(연직바람시어, 상층발산, 하층상대와도), 열적 파라미터(상층 상당온위, ENSO, 상층온도, 중층 상대습도)로 구성되어졌다. 예측인자의 특성에 따라 일곱개의 인공신경망 모델들이 개발되었으며, CLIPER와 열적 파라미터가 조합된(CLIPER-THERM) 모델이 가장 좋은 예측성능을 보였다. 이 CLIPER-THERM 모델은 강도 및 진로 모두에서 동절기보다 하절기에 더 나은 예측성능을 나타내었다. 또한 태풍의 발생이 아열대 서태평양의 남동쪽에 위치할수록 강도예측에서는 큰 오차를 보였고, 진로예측에서는 아열대 서태평양의 북서쪽에서 발생할수록 큰 오차를 보였다. 이후 인공신경망 모델의 예측성능을 검증하기 위해 같은 예측인자들을 이용하여 다중선형회귀모델을 개발하였으며, 결과로서 비선형 통계기법인 인공신경망 모델이 다중선형회귀모형보다는 더 나은 예측성능을 보였다.

카오스를 이용한 일 강우자료의 시간적 분해 (Chaotic Disaggregation of Daily Rainfall Time Series)

  • 경민수;벨리시바쿠마르;김형수;김병식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권9호
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    • pp.959-967
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    • 2008
  • 분해기법은 일 단위 강수시계열 자료를 시간단위로 분해하는 데 주로 사용되고 있으며, 시단위 자료는 홍수예측을 위하여 주요하게 사용될 수 있다. 그러나 현재까지 제시된 대부분의 분해기술은 강우데이터가 추계학적 특성을 가지고 있다는 기본 가정을 전제로 하고 있기 때문에 모형을 구성하는데 있어서 강우자료의 물리적 특성을 반영하는 데는 한계를 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 강우자료를 각기 다른 해상도로 변환하는데 따른 가중치의 동역학적 거동이 카오스 특성을 보이는지와 카오스적 분해가 가능한지를 비선형의 확정론적 방법(카오스이론)을 이용하여 규명하는 방안을 소개하였다. 우선, 기상청 산하 서울지점을 대상으로 24h-12h, 12h-6h, 6h-3h으로 해상도를 변환하는데 따른 가중치를 계산하여 사용하였다. 가중치 시계열자료의 카오스 특성을 규명하는 데는 상관차원방법을 이용하였으며, 부분근사화 기법을 이용하여 강우를 분해하였다. 서울 지점의 모든 해상도 변환에 따른 가중치는 저차원의 상관 차수를 가지는 카오스 특성을 보임을 확인하였으며, 분해결과 실제 관측치와 유사한 값을 보임을 확인하였다(높은 상관계수와 작은 평균제곱근오차를 보임). 또한 강우의 일반적인 경향성(총량, 강우의 발생 시점)은 보존되나 극값의 경우 대부분 과소 추정됨을 알 수 있었다.

서울 오피스 신규 공급 결정요인과 동태적 관계분석 (The Determinants of New Supply in the Seoul Office Market and their Dynamic Relationship)

  • 양혜선;강창덕
    • 지적과 국토정보
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    • 제47권2호
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    • pp.159-174
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    • 2017
  • 오피스의 수급 불균형은 도시 성장을 약화시킨다. 오피스의 초과공급이 공실률을 높이고 임대료가 하락하는 등 시장의 불안정성을 키울 수 있기 때문이다. 또한 오피스의 초과수요가 기업의 임차비용을 상승시켜 도시의 산업 성장을 제한할 수 있다. 최근 대규모의 신규 공급이 서울 오피스시장의 변동성을 높였다. 그럼에도 불구하고 오피스 공급에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구는 서울 오피스 신규 공급의 영향요인을 확인하고 수급 불균형의 주요 원인인 시차를 고려하여 결정요인들의 동태적 구조적인 움직임을 분석하였다. 이를 위해 시계열모형인 벡터오차수정모형(VECM)을 활용하여 2003년부터 2015년까지 서울 오피스시장의 분기별 자료를 분석하였다. 분석결과, 서울 오피스 신규 공급에 영향을 주는 요인은 1분기 전 오피스 신규 공급량(-), 1분기 전 오피스 고용자 수(+), 2분기 전 이자율(+), 1분기 전 cap rate(-), 2분기 전 cap rate(-)으로 확인되었다. 이를 바탕으로 영향요인들 간의 시간에 따른 상호의존성과 변동에 따른 상대적 기여도를 분석한 결과, 이자율과 cap rate은 신규 공급량에 단기적인 영향을 미친 반면 고용과 공실률은 장기적이고 지속적인 영향을 미쳤다. 따라서 예측 가능한 오피스 시장 전망을 위해서는 이러한 오피스 신규 공급 영향요인에 대한 공신력 있는 자료 구축이 필요하고 지속적인 모니터링이 필요하다. 오피스는 기업과 산업의 성장을 이끄는 핵심적인 도시인프라이기 때문이다.