• 전자공학회논문지
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• 제50권3호
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• pp.16-22
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• 2013

n 개의 균일한 결합선로를 해석하기 위하여 2n-port 어드미턴스 매트릭스의 추출에 기초한 일반적인 특성화 절차가 제시된다. 본 논문에서는 비대칭 다중 결합선로를 해석하기 위하여 시간영역의 유한차분법을 사용하여 정규화 모드 파라미터 접근법의 적용을 제안한다. 주파수 의존적인 정규화 모드 파라미터는 2n-port 어드미턴스 매트릭스로부터 얻어지고, 이로부터 주파수 의존적인 전파상수와 유효 유전율 및 결합선로의 특성임피던스를 계산할 수 있다. 이 기법을 설명하기 위해 몇몇의 실질적인 다중 유전체상의 결합선로 구조들이 모의 실험되었으며, 특히 전도체가 유전체 사이에 내재된 형태의 선로가 해석되었다. 시간영역 유한 차분법을 활용한 결과는 Spectral Domain Method의 모의실험 결과와 비교하였고, 잘 일치함을 보였다. 시간영역의 특성화 절차에 기인한 유한차분법은 얇거나 두꺼운 혼성 구조 뿐 아니라 다층 PCB상의 다중의 전도체 결합 선로 설계를 위한 훌륭한 광대역 모의실험 도구가 됨을 볼 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.37-46
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• 2001

본 연구에서는 부분적으로 정상상태 확률과정으로 모델링할 수 있는 가진입력에 대하여 확률적으로 정의된 구조물의 최대응답에 대한 구속조건을 만족시키면서 제어력을 최소화 할 수 있는 최적설계 방법을 제안한다. 최적화 과정에서 안정성의 확보를 위해 제어기를 전상태 피드백 LQR제어기의 형태로 한정하였으며 가중치 행렬을 설계변수로 하고 Riccati 행렬을 매개변수로 하여 목적함수와 구속조건 함수 및 그 기울기를 계산한다. 제안된 방법을 통해 설계된 전상태 피드백 LQR제어기는 목표 응답성능을 만족시킬 수 있었고 이에 필요한 최대 제어력을 확률적으로 정량화하여 제어금기의 제작에 유용한 자료가 될 수 있도록 하였다. 상태변수 추정을 위해 독립적으로 설계된 Kalman 필터와 최적화된 LQR 제어기가 결합된 LQG 제어기 및 그 차수를 축소시킨 제어기는 모두 큰 성능의 저하가 없었으며 따라서 제안된 설계방법을 이용하여 구조물의 최대응답에 관한 구속조건을 만족시키는 출력 피드백 제어기 설계가 충분히 가능함을 확인하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.1-8
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• 2013

The finite element analysis (FEA) is a numerical technique to find solutions of field problems. A field problem is approximated by differential equations or integral expressions. In a finite element, the field quantity is allowed to have a simple spatial variation in terms of linear or polynomial functions. This paper represents a review and an accuracy-study of the finite element method comparing the FEA results with the exact solution. The exact solutions were calculated by solid mechanics and FEA using matrix stiffness method. For this study, simple bar and cantilever models were considered to evaluate four types of basic elements - constant strain triangle (CST), linear strain triangle (LST), bi-linear-rectangle(Q4),and quadratic-rectangle(Q8). The bar model was subjected to uniaxial loading whereas in case of the cantilever model moment loading was used. In the uniaxial loading case, all basic element results of the displacement and stress in x-direction agreed well with the exact solutions. In the moment loading case, the displacement in y-direction using LST and Q8 elements were acceptable compared to the exact solution, but CST and Q4 elements had to be improved by the mesh refinement.

• 한국해양공학회지
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• 제36권5호
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• pp.313-325
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• 2022

Recently around the world, coastal erosion is paying attention as a social issue. Various constructions using low-crested and submerged structures are being performed to deal with the problems. In addition, a prediction study was researched using machine learning techniques to determine the wave attenuation characteristics of low crested structure to develop prediction matrix for wave attenuation coefficient prediction matrix consisting of weights and biases for ease access of engineers. In this study, a deep neural network model was constructed to predict the wave height transmission rate of low crested structures using Tensor flow, an open source platform. The neural network model shows a reliable prediction performance and is expected to be applied to a wide range of practical application in the field of coastal engineering. As a result of predicting the wave height transmission coefficient of the low crested structure depends on various input variable combinations, the combination of 5 condition showed relatively high accuracy with a small number of input variables defined as 0.961. In terms of the time cost of the model, it is considered that the method using the combination 5 conditions can be a good alternative. As a result of predicting the wave transmission rate of the trained deep neural network model, MSE was 1.3×10^-3, I was 0.995, SI was 0.078, and I was 0.979, which have very good prediction accuracy. It is judged that the proposed model can be used as a design tool by engineers and scientists to predict the wave transmission coefficient behind the low crested structure.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권4호
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• pp.339-351
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• 2022

Evaluating the current condition of existing structures is of primary importance for economic and safety reasons. This can be addressed by Structural System Identification (SSI). A reliable static SSI depends on well-designed sensor configuration and loading cases, as well as efficient parameter estimation algorithms. Static SSI by the Measurement Error-Minimizing Observability Method (MEMOM) is a model-based deterministic static SSI method that could estimate structural parameters from static responses. In the current state of the art, this method is only applicable when structures are subjected to one loading case. This might lead to lack of information in some local regions of the structure (such as the null curvatures zones). To address this issue, the SSI by MEMOM using multiple loading cases is proposed in this work. Observability equations obtained from different loading cases are concatenated simultaneously and an optimization procedure is introduced to obtain the estimations by minimizing the discrepancy between the predicted response and the measured one. In addition, a Genetic-Algorithm (GA)-based Optimal Sensor Placement (OSP) method is proposed to tackle the OSP problem under multiple static loading cases for the very first time. In this approach, the Fisher Information Matrix (FIM)'s determinant is used as the metric of the goodness of sensor configurations. The numerical examples of a 3-span continuous bridge and a 13-story frame, are analyzed to validate the applicability of the extended SSI by MEMOM and the GA-based OSP method.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.55-66
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• 2004

현재 국내에서는 벽과 바닥판만으로 이루어진 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 건설되고 있다. 아파트와 같은 주거구조물에서는 다양한 진동원에 의하여 진동이 발생하고 이러한 진동은 벽과 바닥판을 통하여 이웃한 세대 및 위, 아래층 세대로 전달되게 된다. 벽식구조물의 진동해석을 정확하게 수행하기 위해서는 벽과 바닥판을 많은 수의 유한요소로 세분한 모델을 사용하는 것이 필요하다. 그러나 아파트와 같은 벽식구조물 전체를 수많은 유한요소로 세분하여 모형화하면 막대한 해석시간과 컴퓨터 메모리가 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 상당히 줄어든 해석시간과 컴퓨터 메모리를 사용하여 정확한 해석결과를 얻기 위하여 행렬응축기법으로 벽과 바닥판에 수직인 자유도만 가지는 효율적인 진동해석 모델을 제안한다. 벽식구조물에서 벽과 바닥에 수직인 자유도만을 남기고 나머지 자유도를 행렬응축기법을 통하여 한꺼번에 소거를 한다면 행렬응축과정에서 상당히 많은 양의 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 벽이나 바닥판에 수직인 자유도만을 가진 수퍼요소를 생성한 후 이를 조합하여 한 층을 나타내는 부분구조를 만들고 최종적으로 부분구조를 조합하여 전체 구조물을 구성하는 모형화 기법을 제안하였다. 제안된 해석기법의 정확성과 효율성을 검증하기 위하여 3층 및 5층의 벽식구조물을 예제구조물로 사용하여 동적해석을 수행하였다. 예제해석 결과 제안된 해석방법의 결과는 절점당 6개의 자유도를 모두 사용한 해석모델의 결과와 비슷한 정확성을 보이면서도 소요되는 해석시간과 컴퓨터 메모리를 대폭 줄일 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.1106-1114
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• 1993

본 연구에서는우수한 섬유강화 고분자복합판의 제조 및 개량을 섬유구조의 분리. 배향의 관점에서 연구한다. 유리섬유매트는 유리섬유를 50mm의 길이로 균일하 게 절단하여 공기중에서 분산시켜 6~7mm두께로 만들고,이 유리섬유매트를 바늘의 종류와 스트레칭 횟수에 따라 니들펀칭하여 유리섬유의 매트구조를 변화시킨다. 유리 섬유의 매트구조 별로 모재와 적층시킨 다음 열압축프레스를 사용하여 1차로 시이트를 제작하고, 이 제작된 시이트를 가열로로 가열하여 2차 고온압축 프레스성형한다. 이 때 섬유와 모재의 분리 및 배향의 상관관계를 나타내는 상관계수를 구하고, 이 계수에 미치는 매트 구조의 영향에 대한 실험결과를 보고한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-7
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• 2007

섬유강화 복합재료가 항공기, 우주 구조물, 로봇 팔 등에 널리 사용됨에 따라 복합재료의 신뢰도와 안전성을 향상시키기 위하여 이에 대한 비파괴검사법은 매우 중요한 연구분야로 대두되고 있다. AE법은 복합재의 균열, 섬유 또는 수지재의 파손, 층간분리 등의 발생 및 성장과정에서 발생되는 탄성파로 인한 스트레인 에너지를 검출하는 방법이다. 본 논문에서는 $8{\times}8$ 매트릭스형 피에조 센서를 사용하여 인장시험 하에서 발생되는 AE신호를 측정하고 분석하였다. 이를 위하여 AE신호의 전달거리를 제어할 수 있는 전용회로를 설계하고 제작하였다. 또한 64채널의 AE신호를 획득하기 위하여 발광다이오드를 사용한 광학 저장장치를 구성하였다. 실험결과, $8{\times}8$ 매트릭스형 피에조 센서를 이용하여 복합재료에서 발생되는 AE신호의 발생지점과 전파경로를 효과적으로 검출할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제29권4호
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• pp.418-421
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• 2005

본 연구에서는 나노/마이크로 소자 및 MEMS 제작에 활용가능하고 또한 수십 마이크로미터 크기의 3차원 곡면을 가진 형상을 제작하기 유리한 이광자 광중합을 이용한 다중조사 복셀 매트릭스 스캐닝법(multi-exposure voxel matrix scanning method)에 의한 나노 복화공정을 개발하였다. 이 공정을 통하여는 높이에 따라 14가지의 색을 가진 등고선으로 표현된 3차원 자유곡면 형상을 적층방식이 아닌 단일 층으로 3차원으로 제작할 수 있다. 여기서 수광각도가 1.25인 집광렌즈를 사용하여 레이저의 조사시간에 따라 1.2 um에서 6.4 um까지 변하는 복셀의 높이 차이를 이용하여 3차원 곡면 제작이 가능하다. 본 연구의 유용성을 검토하기 위하여 몇 가지 3차원 곡면형상을 초미세 입체 패터닝 공정에서 사용하는 일반적인 적층방식을 사용하지 않고 단층으로 제작하여 시간을 단축하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-11
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• 2008

전단빌딩에 발생한 손상 추정에 있어서 대상 구조물의 물성치를 가정하고 이상화한 모델을 이용한 역해석이 필요하다. 강성행렬을 이용하는 고전적인 손상추정 방법에 비해 유연도 행렬을 이용한 손상추정은 구조물의 저차모드를 이용하기 때문에 비교적 정확한 값을 계산할 수 있기 때문에 더 효과적으로 알려져 있다. 이 논문에서는 손상추정을 위한 알고리즘으로 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 도입하였고, 구조 응답에서 취득할 수 있는 유연도 행렬을 이용하여 역해석을 통한 손상추정 기법을 소개하고 있다. 제안된 손상추정 기법은 전단빌딩의 강성에 대한 정확한 정보가 없는 상황에서 전단빌딩의 손상으로 인한 실제 강성변화량을 추정하도록 하였다. 더불어 open source code인 OPENSEES를 이용하여 전단빌딩 수치해석을 통해 제안된 손상추정 기법의 효율성을 검증하였다.