• Wind and Structures
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• 제32권4호
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• pp.341-354
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• 2021

Articulated towers are one of the class of compliant offshore structures that freely oscillates with wind and waves, as they are designed to have low natural frequency than ocean waves. The present study deals with the dynamic response of a double-pendulum articulated tower under hydrodynamic and aerodynamic loads. The wind field is simulated by two approaches, namely, single-point and multiple-point. Nonlinearities such as instantaneous tower orientation, variable added mass, fluctuating buoyancy, and geometrical nonlinearities are duly considered in the analysis. Hamilton's principle is used to derive the nonlinear equations of motion (EOM). The EOM is solved in the time domain by using the Wilson-θ method. The maximum, minimum, mean, and standard deviation and salient power spectral density functions (PSDF) of deck displacement, bending moment, and central hinge shear are drawn for high and moderate sea states. The outcome of the analyses shows that tower response under multiple-point wind-field simulation results in lower responses when compared to that of single-point simulation.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.581-587
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• 2004

FFT 나 AR 방법에 기초해서 파워스펙트럼을 구하는 방법은 생체신호와 같이 시간에 따라 그 특성이 빠르게 변화하는 신호에는 적합하지 않다. 반면, 시-주파수 방법은 시간에 따라 특성이 변하는 신호를 분석하기에 유용한 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 시-주파수 분석방법을 이용하여 시-주파수 영역에서 심박변동신호를 분석하는 방법을 연구하였다. 여러 종류의 시-주파수 커널 함수들 중에서 심박변동 신호에 적합한 방법을 찾기 위해서 모의 HRV 신호를 이용하였다. HRV 모의신호를 이용하여 커널 함수들의 시간-주파수 분해 능력과 교차성분제거 능력에 대한 평가를 하였고 시-주파수 영역에서 심박변동신호의 주파수 성분들을 추출해 내는 방법들을 제시하였다. 17명의 피험자들을 대상으로 동전쌓기 실험을 3분씩 시행하여 심전도 실험을 측정한 다음 이를 심박변동 신호로 재구성하여 분석하였다. 실험결과 피험자들에게 가해진 정신적 스트레스는 교감신경을 활성화 시켜 LF/HF 증가의 원인이 되는 것으로 나타났다. 실험수행능력에 따라 두 그룹으로 나누어 관찰하였는데 스트레스를 많이 받는 그룹이 그렇지 않은 경우에 비해 작업능력이 떨어짐을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.44-52
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• 2017

본 논문에서는 전자전장비에 사용할 수 있는 주파수 분석의 정확도가 높으면서 소형화된 디지털주파수판별기 설계방안을 제안하였다. 전자전 장비는 레이더 신호로부터 주파수, 펄스폭, 펄스도착시간, 신호세기, 도달 방위각, 펄스 내 신호변조 등의 정보를 분석할 수 있어야 한다. 전자전장비는 레이더의 매우 좁은 펄스(100ns 이하) 신호를 분석 할 수 있어야 한다. 따라서 전자전장비는 특별한 형태의 수신기 구조가 필요하며, 주파수 측정을 위하여 순시주파수측정방식 구조의 설계가 일반적으로 사용된다. 이 중 대표적으로 사용되는 방식이 디지털주파수판별기다. 기존 디지털주파수판별기는 회로 소자가 개별부품으로 구성되어 부피와 중량이 크며, 고가인 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 기존의 디지털주파수판별기는 4개의 지연선($1{\lambda}$, $4{\lambda}$, $16{\lambda}$, $64{\lambda}$)을 사용하는 반면, 제안한 디지털주파수판별기는 3개의 지연선($1{\lambda}$, $4{\lambda}$, $16{\lambda}$)을 사용하였으며, 국내에서도 비약적인 발전을 하고 있는 마이크로 집적회로 기법으로 설계하였다. 주파수 정확도를 향상하기 위한 방법으로 신호세기 검출과 온도보정을 실시하였다. 제안한 디지털주파수판별기는 실험결과 1.5MHz 이하의 높은 주파수정확도를 가지는 것을 확인하였다. 이것은 국외 도입되는 디지털주파수판별기보다 우수한 성능을 가진다고 볼 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.76-84
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• 2013

순시(instantaneous) TDOA (time difference of arrival)와 FDOA (frequency difference of arrival)를 이용한 위치추정 방법은 추가적인 측정값 획득을 통해 정확도 향상을 도모할 수 있으며, 이를 위해서는 동시에 운용되는 수신단의 수를 증가하여야 한다. 하지만 전자전 환경에서 수신단 수의 증가는 아군의 피탐확률(probability of intercept) 상승으로 인한 전력 손실을 야기할 수 있고, 수신단 간의 데이터 링크 및 시각동기화와 같은 과정에 대한 추가적인 고려가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 이격된 2개의 이동 수신단만을 운용하여 연속적으로 다수의 TDOA와 FDOA 정보를 측정하고, 이를 이용하여 고정 신호원의 위치를 추정하는 방법을 제안한다. 이 경우 매 측정 순간마다 독립된 수신단 쌍(pair)이 추가되므로 각 수신단 조합은 서로 다른 기준 수신단을 가지게 된다. 그러므로 모든 수신단 쌍이 동일한 기준 수신단을 공유해야하는 QCLS (quadratic correction least squares) 방법을 적용할 수 없다. 이러한 이유로 본 논문에서는 비선형 LS 최적해를 반복계산을 통해 얻어내는 Gauss-Newton 기법을 적용한다. 또한 모의실험을 통해 획득된 TDOA와 FDOA의 수가 증가함에 따른 위치추정 결과의 RMSE (root mean square error)값과 CRLB (Cramer-Rao lower bound)를 비교하고, CEP (circular error probable) 평면을 도시하여 2차원 공간상에서의 기대 추정 성능을 분석한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.607-610
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• 2009

The abnormal combustion in the running engine results to knocking which increases the pressure and temperature in the cylinder, thereby decreasing the generated power by reducing the thermal efficiency. When the temperature and pressure in the cylinder increased rapidly by knocking, abnormal combustion takes place and the engine power is decreased. To investigate the knocking phenomenon, accelerometers are installed in the cylinder head to monitor and diagnose the vibration signal. As method of signal analysis, the time-frequency analysis method was adapted for acquisition of vibration signal and analyzes engine combustion in the short time. In this experiment, after analyzing time data which is stored in the signal recorder in one unit work (4 strokes: 2 revolutions), the signal with frequency and Wavelet methods with extracted one engine combustion data was also analyzed. Then, normal condition with no knocking signal is analyzed at this time. Hereafter, the experiments made a standard for distinguishing normal and abnormal condition to be carried out in acquisition of vibration signal at all cylinders and extracting knocking signal. In addition, analyzing methods can be diverse with Symmetry Dot Patterns (SDP), Time Synchronous Average (TSA), Wigner-Ville Distribution (WVD), Wigner-Ville Spectrum (WVS) and Mean Instantaneous Power (MIP) in the cold test [2]. With signal processing of vibration from engine knocking sensor, the authors adapted a part of engine /rotor vibration analysis and monitoring system for marine vessels to prevent several problems due to engine knocking

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권8호
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• pp.1095-1101
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• 2002

An experimental apparatus was prepared to investigate thermal and hydrodynamic characteristics of regenerator at cryogenic temperature under pulsating pressure condition. The regenerator was pressurized and depressurized by a compressor with various operating frequencies. Cold end of the regenerator was maintained around 100 K by means of a liquid nitrogen heat exchanger. Instantaneous gas temperature and mass flow rate were measured at both ends of the regenerator during the whole pressure cycle. Pulsating pressure drop across the regenerator was also measured to see if it could be predicted by a friction factor at steady flow condition. The operating frequency of pressure cycle was varied between 3 and 60 Hz, which are typical operating frequencies of Gifford-McMahon, pulse tube, and Stilting cryocoolers. First, the measured friction factor for typical wire screen mesh regenerator was nearly same as steady flow friction factor for maximum oscillating Reynolds number up to 100 at less than 9 Hz. For 60 Hz operations, however, the discrepancy between oscillating flow friction factor and steady flow one was noticeable if Reynolds number was higher than 50. Second, the ineffectiveness of regenerator was directly calculated from experimental data when the cold-end was maintained around 100 K and the warm-end around 293 K, which simulates an actual operating condition of cryogenic regenerator. Influence of the operating frequency on ineffectiveness was discussed at low frequency range.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.65-80
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• 2020

In order to protect a structure over its full life cycle, a novel tuned mass damper (TMD), the so-called semi-active eddy current pendulum tuned mass damper (SAEC-PTMD), which can retune its frequency and damping ratio in real-time, is proposed in this study. The structural instantaneous frequency is identified through a Hilbert-Huang transformation (HHT), and the SAEC-PTMD pendulum is adjusted through an HHT-based control algorithm. The eddy current damping parameters are discussed, and the relationship between effective damping coefficients and air gaps is fitted through a polynomial function. The semi-active eddy current damping can be adjusted in real-time by adjusting the air gap based on the linear-quadratic-Gaussian (LQG)-based control algorithm. To verify the vibration control effect of the SAEC-PTMD, an idealized linear primary structure equipped with an SAEC-PTMD excited by harmonic excitations and near-fault pulse-like earthquake excitations is proposed as one of the two case studies. Under strong earthquakes, structures may go into the nonlinear state, while the Bouc-Wen model has a wild application in simulating the hysteretic characteristic. Therefore, in the other case study, a nonlinear primary structure based on the Bouc-Wen model is proposed. An optimal passive TMD is used for comparison and the detuning effect, which results from the cumulative damage to primary structures, is considered. The maximum and root-mean-square (RMS) values of structural acceleration and displacement time history response, structural acceleration, and displacement response spectra are used as evaluation indices. Power analyses for one earthquake excitation are presented as an example to further study the energy dissipation effect of an SAECPTMD. The results indicate that an SAEC-PTMD performs better than an optimized passive TMD, both before and after damage occurs to the primary structure.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권7A호
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• pp.640-648
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• 2011

본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 STBC (Space Time Block Coding) 기술을 적용한 릴레이 선택 기법을 제안한다. 송신기에서 릴레이에 두 개의 안테나를 이용하여 신호를 전송하고 릴레이에서 역시 두 개의 안테나를 사용하여 수신기에 신호를 전송한다. 본 논문에서 제안하는 릴레이 선택 기준은 송신기와 릴레이, 릴레이와 수신기 사이의 순시적인 등가 채널 이득을 바탕으로 다수의 릴레이 중 최대 등가 채널 이득을 갖는 릴레이를 선택하여 전송하는 기법이다. 특히, 시스템의 오버헤드를 줄이기 위해 심벌을 그룹화 하여 릴레이 선택 기법을 수행하였다. 모의실험 결과, 제안된 릴레이 선택 기법은 선택 가능한 릴레이 후보 수가 증가함에 따라 선택적 다이버시티 이득을 얻을 수 있음을 확인할 수 있고, 심벌 그룹화를 적용하는 경우 주파수 선택도가 낮은 페이딩 채널 환경에서 성능 열화 없이 시스템의 오버헤드를 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

• Smart Structures and Systems
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• 제33권2호
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• pp.145-163
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• 2024

The evaluation of dynamic characteristics of bridges under operational traffic loads is a crucial aspect of bridge structural health monitoring. In the vehicle-bridge interaction (VBI) system, the vibration responses of bridge exhibit time-varying characteristics. To address this issue, an accurate time-frequency analysis method that combines the autoregressive power spectrum based empirical wavelet transform (AR-EWT) and local maximum synchrosqueezing transform (LMSST) is proposed to identify the time-varying instantaneous frequencies (IFs) of the bridge in the VBI system. The AR-EWT method decomposes the vibration response of the bridge into mono-component signals. Then, LMSST is employed to identify the IFs of each mono-component signal. The AR-EWT combined with the LMSST method (AR-EWT+LMSST) can resolve the problem that LMSST cannot effectively identify the multi-component signals with weak amplitude components. The proposed AR-EWT+LMSST method is compared with some advanced time-frequency analysis techniques such as synchrosqueezing transform (SST), synchroextracting transform (SET), and LMSST. The results demonstrate that the proposed AR-EWT+LMSST method can improve the accuracy of identified IFs. The effectiveness and applicability of the proposed method are validated through a multi-component signal, a VBI numerical model with a four-degree-of-freedom half-car, and a VBI model experiment. The effect of vehicle characteristics, vehicle speed, and road surface roughness on the identified IFs of bridge are investigated.

• 한국산림과학회지
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• 제100권2호
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• pp.246-255
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• 2011

본 연구는 2010년 9월 2일 강한 바람으로 우리나라 중부 지방에 영향을 미친 제7호 태풍 곤파스로 인해 피해를 입은 홍릉수목원 내 풍도목을 대상으로 풍도목의 특징, 임내 외 풍향 및 풍속의 특징을 구명하고자 실시하였다. 풍도목은 피해 유형에 따라 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무 등 크게 세 가지로 구분하여 조사하였다. 바람이 불기 시작한 9월 2일 04시부터 바람이 완전히 멎은 12시까지의 풍속을 분석한 결과, 임내 평균풍속과 순간최대풍속은 각각 1.4 m/s와 3.5 m/s 이었으며, 06시 10분 임내 평균풍속과 순간최대풍속이 각각 3.4 m/s와 8.7 m/s로 최고치를 기록하였다. 곤파스의 피해를 받은 2010년 9월 2일과 강풍주의보가 발효되었던 과거 5일(2009년 2월 13일, 2월 20일, 4월 21일, 10월 16일, 2010년 3월 20일)의 평균풍속 차이와 파동을 비교 분석한 결과, 풍도목 발생 원인은 바람의 세기보다는 단위시간당 바람파동횟수와 관련이 깊은 것으로 사료된다. 풍향 분석 결과 임내 평균풍향은 방위각 $112.5^{\circ}{\sim}180^{\circ}$(ESE-SE-SSE-S)와 $247.5^{\circ}$(WSW) 방향에서 불어 들어왔으며, 임내 외 순간 최대풍향 모두 방위각 $157.5^{\circ}$(SSE) 방향에서 강하게 불어 들어왔다. 풍도목의 도복 방향과 위치를 분석한 결과 84.0%의 풍도목이 방위각 $270^{\circ}{\sim}22.5^{\circ}$(W-WNW-NW-NNW-N-NNE) 방향으로 쓰러졌으며, 97.3%의 풍도목이 완경사지(경사 $15^{\circ}$ 미만)와 경사지(경사 $15^{\circ}{\sim}20^{\circ}$)에서 발생하였다. 풍도목 중 침엽수가 45.3%를 차지했고, 활엽수가 54.7%를 차지하였으나, 임상별로 보면 풍도목은 활엽수림보다 침엽수림과 혼효림에서 주로 발생한 것으로 나타났다.