• Steel and Composite Structures
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• 제50권2호
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• pp.201-216
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• 2024

This paper is motivated by the lack of studies relating to vibration and nonlinear resonance of fluid-conveying cantilever porous GPLR pipes with fractional viscoelastic model resting on nonlinear foundations. A dynamical model of cantilever porous Graphene Platelet Reinforced (GPLR) pipes conveying fluid and resting on nonlinear foundation is proposed, and the vibration, natural frequencies and primary resonant of such system are explored. The pipe body is considered to be composed of GPLR viscoelastic polymeric pipe with porosity in which Halpin-Tsai scheme in conjunction with fractional viscoelastic model is used to govern the construction relation of the nanocomposite pipe. Three different porosity distributions through the pipe thickness are introduced. The harmonic concentrated force is also applied on pipe and excitation frequency is close to the first natural frequency. The governing equation for transverse motion of the pipe is derived by the Hamilton principle and then discretized by the Galerkin procedure. In order to obtain the frequency-response equation, the differential equation is solved with the assumption of small displacement, damping coefficient, and excitation amplitude by the multiple scale method. A parametric sensitivity analysis is carried out to reveal the influence of different parameters, such as nanocomposite pipe properties, fluid velocity and nonlinear viscoelastic foundation coefficients, on the primary resonance and linear natural frequency. Results indicate that the GPLs weight fraction porosity coefficient, fractional derivative order and the retardation time have substantial influences on the dynamic response of the system.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권5호
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• pp.401-416
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• 2024

Long-span structures, such as bridges, can experience different seismic excitations at the supports due to spatially variability of ground motion. Regarding current bridge designing codes, it is just EC 2008 that suggested some regulations to consider it and in the other codes almost ignored while based on some previous studies it is found that the effect of mentioned issue could not be neglected. The current study aimed to perform a comprehensive study about the effect of spatially varying ground motions on the dynamic response of a reinforced concrete bridge under asynchronous input motions considering soil-structure interactions. The correlated ground motions were generated by an introduced method that contains all spatially varying components, and imposed on the supports of the finite element model under different load scenarios. Then the obtained results from uniform and non-uniform excitations were compared to each other. In addition, the effect of soil-structure interactions involved and the corresponding results compared to the previous results. Also, to better understand the seismic response of the bridge, the responses caused by pseudo-static components decompose from the total response. Finally, an incremental dynamic analysis was performed to survey the non-linear behavior of the bridge under assumed load scenarios. The outcomes revealed that the local site condition plays an important role and strongly amplifies the responses. Furthermore, it was found that a combination of wave-passage and strong incoherency severely affected the responses of the structure. Moreover, it has been found that the pseudo-static component's contribution increase with increasing incoherent parameters. In addition, regarding the soil condition was considered for the studied bridge, it was found that a combination of spatially varying ground motions and soil-structure interactions effects could make a very destructive scenarios like, pounding and unseating.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2003년도 학술대회지
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• pp.180-185
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• 2003

도로를 통과하는 차량 통행량의 증가는 장기적으로 교량에 구조적인 손상을 유발시키기 때문에 교량의 유지관리 측면에서 심각한 문제로 대두되고 있으며 준공 단계부터 구조물의 유지관리에 대하여 관심을 기울이지 않으면 공용기간 중 만족할 만한 기능의 유지 및 확보는 불가능하다. 또한, 공황 중에 균열이나 변형 등과 같은 열화손상을 조기에 발견하여 기능상의 장애나 사고를 미연에 방지하기 위해서는 정기적인 점검을 통하여 유지관리를 실시해야 하나 이에 관한 관심도가 상대적으로 낮아 구조물 유지관리에 대한 새로운 인식의 전환과 이와 관련된 기술개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 현재 굴절차 또는 점검차에 점검 인력이 직접 탑승하여 실시하는 육안조사를 대체하기 위하여 작은 카메라가 부착된 로봇(Machine Vision System)이 장착된 Linear Motion Control of System을 교량 하부에 설치하고 작업자는 교량 상부에서 외관조사를 수행함으로써 점검자에 따라 주관적으로 점검결과가 도출되는 문제를 근본적으로 해결하고 점검시 안전성을 대폭 개선하며 화상에 검측된 열화 손상 자료를 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 객관적이고 정량적인 자료로 저장 및 제공함으로써 교량 유기관리시스템을 위한 데이터베이스를 구축하는데 기여할 수 있는 교량 하부 외관조사 자동화 시스템을 개발하는 데에 그 목적을 두고 있으며 본 시스템을 통하여 교량의 보수 보강 시기를 보다 객관적으로 산정할 수 있어서 현재 매년 기하급수적으로 늘어나는 교량의 보수 보강 비용을 상당히 절감할 수 있을 것으로 기대된다.저장기간을 계산하면, 아세설팜칼륨의 혼용 비율이 높아질수록 저장기간이 길어져서, $50\%$로 혼용하였을 때 가장 긴 저장기간이 산정되어 $20^{\circ}C$에서는 178일, $30^{\circ}C$에서는 88일이 예측되었다. 아스파탐과 아세설팜칼륨의 혼용비율을 5:5, 7:3, 9:1로 달리하여 구연산 완충액 상에 녹인 후, 20, 40, $60^{\circ}C$에서 저장하였다 크기 추정법을 이용하여 단맛을 측정한 결과 20일간의 저장 기간 동안 $20^{\circ}C$와 $40^{\circ}C$에서는 단맛이 유지되는 것으로 나타났다.산도 $0.4\~0.8\%^{(10)}$에서도 식품 유해가능성을 가진 균이 상당수 검출되므로 원료의 수송, 김치의 제조 및 유통과정에서 병원균에 대한 오염방지에 유의하여야 할 것이다. 확인할 수 있었다. 이상의 결과에 의하면 고농도의 유기물이 함유된 음식물쓰레기는 Hybrid Anaerobic Reactor (HAR)를 이용하여 HRT 30일 정도에서 충분히 직접 혐기성처리가 가능하며, 이때 발생된 $CH_{4}$를 회수하여 이용하면 대체에너지원으로 활용 가치가 높은 것으로 판단된다./207), $99.2\%$(238/240), $98.5\%$(133/135) 및 $100\%$ (313)였다. 각각 두 개의 요골동맥과 우내흉동맥에서 부분협착이나

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.203-218
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• 2010

지진 지반운동의 증폭 유발 요인인 부지 효과는 지역적 및 국부적 부지 조건에 직접적인 영향을 받게 됨에도 불구하고, 현행 국내 내진 설계 기준의 부지 분류와 그에 따른 부지 증폭계수는 미국 서부 지역의 기준을 준용한다. 이러한 내진 기준의 경우, 단주기와 중장주기에 관한 두 종류의 부지 증폭계수들을 30 m 심도까지의 평균 전단파속도라는 기준에 따라 A 부터 E까지의 다섯 종류로 분류한다. 본 연구에서는 국내 부지 조건을 반영한 부지 분류 체계를 제시할 목적으로, 경주, 홍성, 해미, 사천의 네 지역에 대해 체계적인 부지 특성 평가를 수행하였으며, 현장에서는 지표면부터 기반암까지의 전단파속도 깊이분포를 결정하고 실내에서는 지반의 비선형적 물성을 획득하였다. 국내 토사층은 미국 서부에 비해 상대적으로 얕고 강성이 크게 파악되었고, 그로 인해 국내의 부지 주기는 상대적으로 작고 좁은 범위에 분포하였다. 현장과 실내에서 구한 지반 특성을 이용하여 등가선형 및 비선형 기법을 적용한 다양한 부지고유 지진응답 해석을 총 75부지를 대상으로 실시하였다. 해석 결과로부터 현행 국내 기준에 정의된 부지 증폭계수는 지반운동을 단주기에서는 과소 평가하고 중장주기에서는 과대평가함을 알 수 있었다. 이러한 차이는 국내와 미국 서부간의 기반암 심도를 포함한 국부적 지반 특성들의 차이로 인한 것이다. 본 연구의 해석 결과와 한반도 대상의 선행 연구 결과들을 토대로 대표 기준인 부지 주기와 추가 기준으로서의 30 m 보다 얕은 심도까지의 평균 전단파속도를 도입함으로써, 국내 지역적 부지 특성을 고려한 지반운동과 설계 스펙트럼을 신뢰성 높게 결정할 수 있는 새로운 부지 분류 체계를 개발하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.305-314
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• 2017

단독의 파력발전변환장치를 설치하는 경우 경제성이 떨어지는 문제점이 있으므로 기존 혹은 신설의 방파제에 적용하여 파랑제어와 파랑에너지의 이용을 동시에 도모하는 방식이 많이 추진되어 왔다. 본 연구는 전편의 연구(Lee et al., 2014)에서와 같이 부유식방파제로 연구 개발된 공기주입식 부유식방파제에 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 경우를 대상으로 부유식방파제로의 기능과 파력발전장치로의 기능을 병행하여 검토하였다. 여기서, 전편의 연구(Lee et al., 2014)에서는 공기실내에서 공기의 동적거동에 단열변화에 따른 압축성을 고려한 반면에 본 연구에서는 비압축성의 경우에 구조물의 고정시 혹은 부유시에 각각에 대한 파랑변형율, 공기흐름속도 및 구조물의 운동을 검토하였으며, 공기의 동적거동에 대한 압축성의 고려여부에 따른 결과의 차이를 논의하였다. 수치해석법으로는 선형속도포텐셜이론에 기초한 경계요소법을 적용한다. 얻어진 모든 해석결과에 따르면 공기압축성을 고려한 전편의 연구와 거의 동일한 결과를 나타내었으며, 따라서 공기실내에서의 공기거동해석에 압축성을 고려하지 않는 본 해석이 보다 효율적이고, 유용한 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.131-139
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• 2014

주기가 약 1~3분인 외중력파는 항만 내의 계류선박의 거동해석 및 연안 표사이동 해석에 직접적인 영향을 미치는 인자이다. 먼 바다의 유의미한 외중력파가 항만으로 전파되어 증폭될 경우 대형선박의 하역작업을 중단시켜 경제적인 손실을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 포항신항의 항외 및 항내에서 약 5년 동안 동시 관측한 파랑 자료에 대한 통계분석 및 전달함수를 사용하여 항만 외부로부터 내부로의 외중력파 전파특성을 분석하였다. 전파 특성분석은 외중력파의 파고가 0.1 m 이상이 되는 사상만을 이용하였다. 통계적인 특성분석 결과, 항만 내부의 파고분포는 외부와 유사한 반면 주기분포는 항만 외부보다 분산이 컸다. 전달함수의 매개변수는 각각의 사상에 대하여 최적 추정하였다. 항만 내부의 파고 추정 평균 RMS 오차는 0.013 m 수준이었다. 추정 매개변수는 외중력파의 파고, 주기 및 파향의 선형조합 정보와 강한 상관관계가 있었다(R = 0.95). 본 연구에서 제안한 전달함수는 사전 예측된 외중력파 정보를 이용하여 항만 내부의 외중력파 정보를 빠르고 간단하게 추정할 수 있으므로 예상하지 못한 항만이용 제한에 따른 피해를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.177-189
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• 2014

최근 강재의 고강도화를 통한 부재 단면 사이즈의 절감은 종종 강성의 부족으로 이어져 과도한 처짐이나 진동문제를 야기한다. 따라서 적절한 설계나 예방을 통해 구조물의 바닥진동에 대한 보완이 필수적이다. 이러한 바닥진동 문제를 해결하기 위해 동조질량감쇠기가 종종 쓰이고 있다. 동조질량감쇠기는 바닥의 진동수에 대해 정확히 설계되었을 때에는 효율적으로 바닥진동을 제어할 수 있다. 하지만 바닥질량의 크기와 외부하중의 특성에 따라 바닥의 진동수가 수시로 변하는 경우에는 그 효율이 급격히 낮아질 가능성이 있다. 이러한 현상을 동조이탈이라고 한다. 본 연구는 실제 바닥에 가해지는 하중의 변화에 따라 바닥의 진동수가 달라지는 양상을 실험을 통해 고찰한다. 실험 바닥에 기존의 단일동조질량감쇠기를 적용하여 단일동조질량 감쇠기의 한계인 동조이탈현상을 확인한다. 또한, 바닥진동제어의 강건성을 확보하기 위해 진동수의 불확실성을 반영한 비대칭 동조질량감쇠기의 활용을 제안한다. TMD의 강건성이란 진동수가 변화하는 상황에서 바닥진동제어 성능이 얼마나 지속되느냐를 뜻한다. 제안된 비대칭 TMD는 두 개의 비대칭 강성을 가지고 있기 때문에 병진운동과 회전운동을 하면서 진동에너지를 소산한다. 제안된 비대칭TMD의 최적화 결과, 비대칭TMD는 기존 STMD에 비해 28%이상의 진동제어성능을 확보하였으며, 외부의 환경 변화에 대한 강건성은 약 1.4배 개선되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.241-252
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• 1998

이 연구의목적은 여러 수준의 지진에 대한 비내진 상세를 가진 저층 모멘트 저항 골조의 실제 반응을 관찰하기 위한 것이다. 우선 모델에 대한 축소율은 사용된 진동대의 용량을 고려하여 1 : 5 로 결정하였으며 상사성의 법칙에 따라 모델을 제작하였다. 그 다음에 이 모델에 대해 Taft N21E 지진가속도 기록의 최대 지진가속도를 0.12g. 0.2g, 0.4g로 조정하여 진동대를 이용한 지진모의실험을 수행하였다. 각 층별 횡방향 가속도와 변위, 그리고 구조물의 취약부위에서 국부변형이 측정되었다. 밑면 전단력은 손수 만든 로드셀을 이용하여 측정하엿다. 각 지진모의실험 전과 후에는 고유주기와 감쇠비의 변화를 살펴보기 위해 자유진동실험을 수행하였다. 전체거동과 국부거동에 대한 실험결과를 분석한 결과, 이 모델은 우리나라의 현행 내진 설계 기준에서의 설계지진 즉, 0.12g의 최대 지진가속에 대해서는 선형탄성으로 거동하였다. 최대 밑면 전단력은 1.8tf 로 설계 밑면 전단력의 약 4.7배로나타났다.이 실험모델은 높은 수준의 지진모의실험에서도 양호한 성능을 나타내었다. 높은 수준의지진에 대한 저항의 주요요소는 1)높은 초과강도, 2)기본주기의 증가, 그리고 3)비탄성 변형에 의한 얼마간의 에너지소산이다. 이 실험에서 모델의 층간변위는 대략 허용한계 내에 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.19-24
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• 2020

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 관한 관심이 증가하고 있다. 특히, 예측가능성이 높고 이용 가능한 양이 풍부한 파력에너지 (Wave Power Energy)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에 사용된 동축 가속형 파력 발전장치 (Coaxial Accelerator Type Wave Power Generator)는 양방향 선형 운동을 회전력으로 변환함으로써 발전 효율을 향상시킬 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 해양공학수조에서 파를 생성 한 후, 파주기 및 파고에 따른 케이스 실험을 수행하였다. 실험 연구의 결과는 주파수 응답과 관련된 이론적인 방법을 통해 검증하였으며, 전반적인 경향이 일치하는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 제작 전 설계 단계에서 파력 발전기의 전력을 예측하고 파력에너지의 효율을 개선하기 위한 매개 변수를 연구하는데 유용할 것으로 예상된다. 또한 제조업체는 본 연구의 결과를 통해 파력 발전기의 파력 에너지 효율을 예측하여 시행착오방지를 통해 개발 시간과 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

• 대한정형외과 초음파학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-5
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• 2008

목적: 중수지 관절부 신전건 탈구에서 동적 초음파의 진단적 가치에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2007년 1월부터 10월까지 본원에서 중수지 관절부 신전건 탈구로 진단받은 6예에 대해 평균 5개월(2~10개월)간 추시하였다. 3예에서 10-MHz 선형 진동자를 이용하여 초음파를 시행하였으며, 동적 초음파를 동시에 실시하였다. 원인은 5예가 외상에 의한 발생이었고, 1예는 선천적 발병이었다. 결과: 임상적으로 진단이 불가능했던 3예에 대해서만 초음파 검사와 동적 초음파 검사를 시행하였고, 모두에서 신전건 탈구를 관찰하였다. 수술 소견상 4예는 시상대 파열 소견을 보였고, 1예에서는 관절낭의 이완 소견, 나머지 1예에서는 시상대가 얇아진 소견을 보였다. 4예에서 시상대 봉합술을 시행하였고, 1예에서는 관절낭 보강술 시행하였다. 선천적 발병으로 생각된 1예에서는 우측 2, 3, 4, 5 수지 신전건 탈구 가운데 증상을 동반한 제 2수지에 대해서만 시상대 봉합술 및 시상대를 이용한 고리 보강술을 시행하였다. 최종 추시상 모든 예에서 탈구의 재발은 없었고 관절 운동범위는 정상이었다. 결론: 중수지 관절부에서 신전건 탈구에서 초음파 검사는 임상적으로 저명한 탈구가 없는 경우에 의의가 크며, 특히 동적 초음파는 자기공명영상 촬영에 비해 우수하다고 할 수 있다.