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Life-cycle cost optimization of steel moment-frame structures: performance-based seismic design approach

  • Kaveh, A.;Kalateh-Ahani, M.;Fahimi-Farzam, M.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제7권3호
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    • pp.271-294
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    • 2014
  • In recent years, along with the advances made in performance-based design optimization, the need for fast calculation of response parameters in dynamic analysis procedures has become an important issue. The main problem in this field is the extremely high computational demand of time-history analyses which may convert the solution algorithm to illogical ones. Two simplifying strategies have shown to be very effective in tackling this problem; first, simplified nonlinear modeling investigating minimum level of structural modeling sophistication, second, wavelet analysis of earthquake records decreasing the number of acceleration points involved in time-history loading. In this paper, we try to develop an efficient framework, using both strategies, to solve the performance-based multi-objective optimal design problem considering the initial cost and the seismic damage cost of steel moment-frame structures. The non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) is employed as the optimization algorithm to search the Pareto optimal solutions. The constraints of the optimization problem are considered in accordance with Federal Emergency Management Agency (FEMA) recommended design specifications. The results from numerical application of the proposed framework demonstrate the capabilities of the framework in solving the present multi-objective optimization problem.

A model-based adaptive control method for real-time hybrid simulation

  • Xizhan Ning;Wei Huang;Guoshan Xu;Zhen Wang;Lichang Zheng
    • Smart Structures and Systems
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    • 제31권5호
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    • pp.437-454
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    • 2023
  • Real-time hybrid simulation (RTHS), which has the advantages of a substructure pseudo-dynamic test, is widely used to investigate the rate-dependent mechanical response of structures under earthquake excitation. However, time delay in RTHS can cause inaccurate results and experimental instabilities. Thus, this study proposes a model-based adaptive control strategy using a Kalman filter (KF) to minimize the time delay and improve RTHS stability and accuracy. In this method, the adaptive control strategy consists of three parts-a feedforward controller based on the discrete inverse model of a servohydraulic actuator and physical specimen, a parameter estimator using the KF, and a feedback controller. The KF with the feedforward controller can significantly reduce the variable time delay due to its fast convergence and high sensitivity to the error between the desired displacement and the measured one. The feedback control can remedy the residual time delay and minimize the method's dependence on the inverse model, thereby improving the robustness of the proposed control method. The tracking performance and parametric studies are conducted using the benchmark problem in RTHS. The results reveal that better tracking performance can be obtained, and the KF's initial settings have limited influence on the proposed strategy. Virtual RTHSs are conducted with linear and nonlinear physical substructures, respectively, and the results indicate brilliant tracking performance and superb robustness of the proposed method.

Effects of Sequential Trinexapac-Ethyl Applications and Traffic on Growth of Perennial Ryegrass (Lolium perenne L.)

  • Amiri-Khah, Rahim;Eetemadi, Nematollah;Nikbakht, Ali;Pessarakli, Mohammad
    • 원예과학기술지
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    • 제33권3호
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    • pp.340-348
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    • 2015
  • Mowing turfgrasses, especially fast growing species like perennial ryegrass, is one of the most time and money consuming tasks of their management. Trinexapac-ethyl (TE) is a popular plant growth regulator used to reduce mowing requirements, improve stress tolerance, and enhance turf quality. This study was conducted to investigate the effect of TE rate and frequency of applications on growth response and traffic tolerance of perennial ryegrass. The experiment was a split-plot laid out in a randomized complete block (RCB) design with three replications. TE was applied to main plots at 0.00, 0.25, and $0.50kg\;a.i.\;ha^{-1}$. Application pattern included an initial application, followed by two sequential applications at 6-wk intervals. Traffic treatment was applied to subplots with a cleated roller. Results demonstrated that TE consistently reduced vertical shoot growth, clippings dry weight, with maximum growth reduction of 59% and 65%, for 0.25 and $0.50kg\;a.i.\;ha^{-1}$, respectively, occurring at 2 weeks after initial TE treatment (WAT). Traffic also dramatically reduced vertical shoot growth and clippings dry weight. Overall, quality of perennial ryegrass was enhanced by sequential TE applications, however, turf quality and surface coverage reduced greatly under traffic, regardless of TE treatment. Total chlorophyll, chlorophyll a and chlorophyll b and total carbohydrates (TC) contents were also positively influenced following sequential TE application. Our results indicated that TE reduces mowing frequency and enhances turf quality rather than influencing traffic resistance.

가속도 계측 자료를 이용한 콘크리트 교량의 처짐 산정 (Calculation of Deflection Using the Acceleration Data for Concrete Bridges)

  • 윤영균;유희중
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.92-100
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    • 2011
  • 본 연구는 실제 교량에서 차량 주행에 따른 가속도 계측 자료를 이용하여 교량의 고유진동수를 진동 모드별로 파악한 후, 수치 모델링을 통하여 유도된 동적하중에 따른 6차 모드까지의 고유진동수를 고려하여 처짐을 계산할 수 있는 산정식에 관한 것이다. 처짐 계산식은 모드중첩법에 의한 비감쇠 강제진동 이론을 이용하여 교량을 등속도로 이동하는 동적 주행하중에 의해 발생하는 처짐을 계산할 수 있도록 수치 모델링을 하였으며, 이를 검증하고 자동으로 계산할 수 있도록 하였다. 그리고, 제안된 처짐 계산식을 검증하기 위하여 콘크리트 교량을 대상으로 동적재하시험을 실시하여 처짐을 측정하고 이 값을 본 연구의 처짐 계산식의 결과와 비교하여 정확성 및 타당성 검증을 실시하였다. 이 결과, 본 연구에서 제시하는 처짐 계산식은 고유진동수를 고려하는 진동모드의 차수가 낮은 경우에 비교적 정확한 처짐을 예측하며, 주행속도에 따라서는 적용하는 진동 모드 차수에 의하여 처짐 예측의 정확도가 영향을 받는 것을 확인하였다. 그리고, 주행속도가 비교적 빠른 경우에 한하여 본 연구에서 제시하는 처짐 계산식은 진동 모드에 상관없이 비교적 정확하고 신뢰도가 양호한 계산 결과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

No-bias-bend pi cell using the rubbed polyimide mixture

  • 김대현;박홍규;김영환;김병용;옥철호;한정민;서대식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.186-186
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    • 2009
  • Most liquid crystal display modes, including the twisted nematic (TN) $mode^1$, the in-plane switching (IPS) $mode^2$, the fringe field switching (FFS) $mode^3$, and the vertically aligned (VA) $mode^4$ are based on either a horizontal or a vertical alignment. However, for some applications, such as no-bias-bend (NBB) pi cell or bistable bend-splay display, an intermediate pretilt angle is essential$^5$. NBB pi cells have been a focus of interest because of their fast response time; however, the reliable control of the intermediate pretilt angle of liquid crystals that is required for the fabrication of NBB pi cells is challenging. The controllable pre-tilt angle of liquid crystals was investigated using a blend of horizontal and vertical polyimide prepared by a rubbing method. Various pretilt angles in the range from 0^{\circ}$ to 90^{\circ}$ were achieved as a function of the vertical polyimide content. We observed uniform liquid crystal alignment on the rubbing-treated blended polyimide layer. A NBB pi cell with an intermediate pretilt angle of 47.8^{\circ}$ was manufactured. This cell had no initial bias voltage and a low threshold voltage, which indicates that it has low power consumption. In addition, the response time of the NBB pi cell was rapid.

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유료 모바일 애플리케이션 수용 저항 요인에 관한 분석 (Analyzing Impact Factors of User Resistance to Accepting Paid Mobile Application)

  • 송성범;강주영;이상근
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.361-375
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    • 2013
  • 최근 모바일 애플리케이션 시장이 지속적인 성장을 하고 있는 반면 유료 모바일 애플리케이션의 수익성은 저하되고 있다. 심화된 경쟁으로 인하여 유료 모바일 애플리케이션의 가격은 지속적으로 하락하는 추세이며 사용자의 유료 모바일 애플리케이션 구입이 줄어들고 있는 추세이다. 그러나 기존 연구는 모바일 애플리케이션의 수용에만 초점을 맞추고 있어 유료 모바일 애플리케이션의 수용 저항과 같은 현상을 제대로 설명하고 있지 못한 상황이다. 이에 본 연구에서는 유료 모바일 애플리케이션에 대해 사용자의 수용 저항 요인을 분석하고자 한다. 이를 위해, 본 연구에서는 Stimulus-Organism-Response 모델을 기초로 유료 모바일 애플리케이션의 특성과 사회적 영향(Stimulus)이 사용자에게 지각된 손실과 지각된 혜택(Organism)으로 인지되어 애플리케이션 수용저항(Response)에 어떻게 영향을 미치는지를 검증하였다. 그 결과 유료 모바일 애플리케이션이 확산되지 못하고 소멸되는 현상이 지각된 손실 때문임을 설명하고 이러한 지각된 손실을 낮추기 위해 모바일 애플리케이션 개발시 초기 가격을 낮추고 부정적인 리뷰에 대해 적극적으로 대응해야 한다는 방향성을 제시하였다. 또한 개인적인 특성을 통제변수로 연구모형에 포함하여 자기효능감이 앱 수용저항을 낮출수 있다는 점을 검증하였다.

광경화성 단분자를 이용한 광학 보상 휨 액정 디스플레이의 전기광학 특성연구 (Study on Electro-optic Characteristics of the Optically Compensated Bend Liquid Crystal Display Using UV Curable Monomer)

  • 임영진;전은정;권동원;김정환;정광운;이명훈;이승희
    • 폴리머
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    • 제33권5호
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    • pp.496-500
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    • 2009
  • 광학 보상 휨 액정디스플레이(OCB-LCD)는 빠른 응답속도와 광 시야각 특성 때문에 응용 분야가 많다. 하지만 OCB-LCD는 초기에 splay 상태로 배열되어 있고 계조 구동은 bend 상태에서 이루어지기 때문에 초기 splay 상태에서 bend 상태로의 빠른 전이가 필요하다. 기존에 순간적으로 고전압을 인가하는 방식과 달리 본 연구에서는 임계 전압과 광경화성 반응성 단량체의 고분자화를 통한 표면 선경사각 형성으로 초기 상태부터 bend 상태를 갖는 OCB-LCD를 제조하였다. 제조된 액정 셀의 전기 광학적 및 전기적 특성을 분석한 결과 본 연구에서 제조된 셀은 기존 OCB 셀에 비해 고 선경사각으로 인한 고속응답 특성을 보여주었고 액정 단량체에 의해 형성된 배향막 위의 고분자 층 형성에 따른 잔류 DC 값은 0.1 V 보다 적었다.

수학적 정량평가모델을 이용한 게맛살 부패균의 성장 예측모델의 개발 (Development of Predictive Growth Model of Imitation Crab Sticks Putrefactive Bacteria Using Mathematical Quantitative Assessment Model)

  • 문성양;백장미;신일식
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.1012-1017
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    • 2005
  • 게맛살로부터 분리한 주요 부패세균은 내열성 포자를 형성하는 Bacillus subtilis와 Bacillus licheniformis로 동정되었다. 게맛살의 제조 공정상 가열 처리 과정에서 B. subtilis와 B. Licheniformis 등 내열성 포자를 형성하는 균을 완전히 사멸시키기는 어려우며, 살아남은 포자는 유통과정 중, 적정 온도와 시간이 경과함에 따라, 영향 세포로 발아하여 게맛살의 부패에 영향을 미친다. 이러한 부패세균의 증식에 있어서 초기균수와 온도의 영향을 조사한 결과, 초기균수에 따른 최대증식속도상수(k)와 유도기(LT), 세대시간(GT)은 유의적인 차이가 없었으며, 온도의 영향이 지배적인 것으로 나타났다. 또한 본 실험에서 유도기(LT)와 온도의 관계는 $L(hr)=2.5219e^{-0.2467{\cdot}T}$의 관계가 성립하며, square root model과 polynomial model을 이용, 온도와 초기균수에 대한 최대증식속도상수(k)를 정량화한 정량평가모델을 개발하였으며, 그 식은 다음과 같다. $$Square\;root\;model:\;{\sqrt{k}}=0.0267\;(T-3.5089)$$ $$Polynomial model:\;k=-0.2160+0.0241T-0.01999A_0$$ 온도와 초기균수에 대한 최대증식속도상수(k)의 정량평가모델로부터 특정온도와 초기 균수에서 최대증식속도상수(k)를 계산할 수 있으며, 계산된 최대증식속도상수(k)를 균의 기본 증식 모델인 Gomperz model에 적용하여 균의 성장을 예측할 수 있었다.

A Nonlinear Sliding Mode Controller for IPMSM Drives with an Adaptive Gain Tuning Rule

  • Jung, Jin-Woo;Dang, Dong Quang;Vu, Nga Thi-Thuy;Justo, Jackson John;Do, Ton Duc;Choi, Han Ho;Kim, Tae Heoung
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권3호
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    • pp.753-762
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    • 2015
  • This paper presents a nonlinear sliding mode control (SMC) scheme with a variable damping ratio for interior permanent magnet synchronous motors (IPMSMs). First, a nonlinear sliding surface whose parameters change continuously with time is designed. Actually, the proposed SMC has the ability to reduce the settling time without an overshoot by giving a low damping ratio at the initial time and a high damping ratio as the output reaches the desired setpoint. At the same time, it enables a fast convergence in finite time and eliminates the singularity problem with the upper bound of an uncertain term, which cannot be measured in practice, by using a simple adaptation law. To improve the efficiency of a system in the constant torque region, the control system incorporates the maximum torque per ampere (MTPA) algorithm. The stability of the nonlinear sliding surface is guaranteed by Lyapunov stability theory. Moreover, a simple sliding mode observer is used to estimate the load torque and system uncertainties. The effectiveness of the proposed nonlinear SMC scheme is verified using comparative experimental results of the linear SMC scheme when the speed reference and load torque change under system uncertainties. From these experimental results, the proposed nonlinear SMC method reveals a faster transient response, smaller steady-state speed error, and less sensitivity to system uncertainties than the linear SMC method.

운방전에 의해서 방사된 자계 파형의 특징과 통계 (Features and Statistics on the Magnetic Field Waveforms Radiated by Intracloud Discharges)

  • 이복희;이동문;조성철
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.59-66
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    • 2005
  • 본 논문은 운방전에 의해서 방사된 전자계 펄스의 특징과 통계에 관한 것으로 LabVIEW 기반의 시변성 자계측정시스템을 구성하였다. 이 자계측정시스템의 주파수대역은 $300[Hz}{\sim}1[MHz]$이고, 응답감도는 2.78[mV/nT]이며, 검출된 자계 파형의 기록에는 수직해상도와 최대기록시간이 각각 12비트와 100[ms]인 데이터취득시스템이 적용하였다. 운방전에 의해서 발생한 전자계 펄스는 파두부분에 하나 또는 둘 이상의 빠른 펄스가 중첩된 양방성 파형으로 나타났다. 운방전의 평균지속시간은 약 $1.05{\pm}0.32[ms]$이었으며, 평균 8개의 양방성 펄스가 발생하였다.