• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.10-17
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• 2016

본 연구는 단경간 교량의 정적하중입력/변위출력관계를 이용한 새로운 교량 유한요소모델 개선 방법을 제안하였고, 실내 모형교량 실험을 통해 검증하였다. 기존의 유한요소모델개선기법은 실험으로부터 얻어진 모드계수와 유한요소모델로부터 예측된 모드계수가 유사해지도록 유한요소모델을 개선하는데, 이 과정에서 구조계의 질량행렬에 대한 가정을 필요로 한다. 제안된 기법은 질량행렬을 가정하지 않고, 오히려 질량행렬 추정을 가능하게 하는 장점을 가진다. 제안된 기법은 두 단계로 구성된다. 첫째, 정적 하중입력-변위응답으로부터 강성행렬을 개선하고, 둘째, 실측된 고유진동수를 이용하여 질량행렬을 개선한다. 실험검증을 위하여 실내 모형교량을 제작하였고, 제안된 기법을 이용하여 모형교량의 탄성계수를 추정하였으며, Universal Testing Machine으로 부터 얻어진 탄성계수와 비교하였다. 또한 기존의 유한요소모델개선기법으로 추정된 탄성계수와 비교하였다. 실험의 결과들로부터 제안된 기법이 합리적으로 탄성계수와 질량밀도를 추정하는 것이 관찰되었고, 기존의 유한요소모델개선기법은 고차모드를 사용했을 때 상대적으로 큰 오차를 주는 것이 관찰되었다. 추가적으로 유한요소모델링 오차에 대하여 토의하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.124-132
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• 2013

손상된 구조물의 동적응답신호를 역해석함으로써 손상위치와 정도를 파악할 수 있다. 일반적으로 손상 전 후 고유진동수의 변화로부터 강성의 감소량을 구하고, 모드형상의 변화로부터 손상위치를 파악할 수 있다. 토목구조물의 경우 동적 응답신호로부터 손상을 검출코자 하는 연구가 상당히 진행되었으며 실용화 되었다. 그러나 건축구조물의 경우 몇 가지 문제로 인하여 이에 대한 연구가 활발히 진행되지 못하고 있다. 본 연구에서는 모드형상을 이용한 전단형 건물의 손상위치 추적방안을 제시 하고자 한다. 전단형 건물의 손상 전 후 1차 모드강성의 차이를 이용한 손상위치 추적지수를 이론적으로 고찰하였으며, 이를 Matlab 또는 MIDAS GENw와 같은 수치해석모델에 적용함으로써 손상위치추적기법의 타당성을 검증하였다. 또한 소형 진동대 실험을 수행하고 실측된 동적응답신호를 이용하여 손상위치를 추적함으로써 실구조물에 대한 적용성을 검토하였다. 진동대 실험결과 층강성이 25% 감소할 때 1차 모드 진동수는 12%증가 하였으며, 손상위치 지수는 손상 층에서 마이너스 값을 나타내었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.304-312
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• 2011

낙동강 하구 신자도에서 2005년 11월과 2006년 5월에 남쪽 해빈의 상부, 중부 및 하부 조간대에 해당하는 3개의 횡단선(upper, middle 및 lower transect)을 따라 67개 정점에서 총 402개의 표층퇴적물을 채취하여 입도 분석을 실시하였다. 신자도 해빈 퇴적물은 단일 모드의 입도로 구성되었고, 2005년에는 $3.0{\phi}$의 최빈값이 우세하였으며, 2006년에는 $2.5{\phi}$의 최빈값이 우세하였다. 이러한 퇴적물의 조립화는 신자도 해빈의 서쪽 지역과 중부 및 하부 정점들에서 더욱 뚜렷하였다. 이 연구에서는 조위에 의해 구분된 횡단선 자료에 근거하여 퇴적물 입도의 시간적인 변화 특성을 규명하는데 초점을 두었다. 이와 같은 목적을 위하여 횡단선간에 평균입도, 분급도 및 왜도와 같은 퇴적물 조직 변수를 비교할 수 있는 통계적 검정법을 이용하였다. 평균입도는 해빈 중부와 하부 정점들에서, 분급도는 해빈 상부와 하부 정점들에서, 왜도는 해빈 전체에서 통계적으로 유의한 시간적인 변화가 나타났다. 또한, 평균입도와 왜도 사이에 역의 상관관계는 2005년에 비하여 2006년에 더욱 뚜렷하였다. 2005년 11월에서 2006년 5월까지 신자도 해빈 퇴적물의 시간적인 변화는 평균입도와 분급도는 감소하였고, 왜도는 증가하였으며, 평균입도와 왜도 사이에 역의 상관관계가 강화되었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.759-769
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• 2013

기동중인 헬리콥터는 공기역학적인 현상에 의하여 발생하는 불규칙 진동과 회전날개의 작동으로 인한 정현파 진동이 합성되어 발생하는 진동, 작업 및 착륙 시 발생하는 충격, 그리고 갑작스런 기동 시 발생하는 가속도와 같은 동적 하중에 노출 된다. 이때 발생하는 진동과 같은 동적 하중은 기체내부로 전달되어 헬리콥터운용에 필요한 전자장비를 가진 한다. 과거에 이러한 현상을 최소화하기 위하여 진동크기 감쇠시키기 위한 완충기를 전자장비의 장착대에 적용하여 왔다. 그러나 헬리콥터의 경우, 저주파에서 정현파 가진이 발생하므로 완충기 적용은 오히려 장착 플레이트 및 전자장비 부품의 파손을 발생시킬 수 있다. 이 연구에서는 완충기를 제거한 장착대를 동적 하중에 강건하며 전자장비에 전달되는 진동크기를 최소화 하도록 설계하였다. 완충기를 제거한 장착 대를 적용 시, 무게와 부피를 획기적으로 줄일 수 있으며 전자장비를 기체에 체결하는 나사 수가 적어짐에 따라 체결작업에 필요한 시간이 감소되는 장점을 갖는다. 최적화 해석에 적용되는 동적 하중을 선정하기 위하여 진동, 충격, 가속도하중을 비교 분석하여 가장 결정적인 동적 하중인 진동에 의한 하중을 선정하였다. 전체모델 유한요소 해석을 통하여 전자장비의 동적 거동을 분석하고 최적화 해석에 필요한 단순화 모델을 구축하였으며, 모달 테스트를 통해서 동특성을 검증하였다. 위상 최적화를 적용하여 강성대비 체적비가 큰 장착대의 형상을 도출한 후 고유진동수, 응력을 제약조건으로 무게가 최소화 되도록 하는 파라미터 최적화를 수행하여 장착대의 최종 형상 및 치수를 결정하였다. 개선모델은 체적 및 질량이 약 13 % 감소하였으며 사용시간은 규격대비 9.2배 증가하였다. 마지막으로 최적화된 장착대를 운용중인 실제 장비에 적용하여 진동환경에 대한 안정성을 평가하였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제41권4호
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• pp.311-318
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• 2019

We analyzed the preliminary survey data (2014-2016) of macrobenthic community biomass (n = 112) from the wind farm area located in the southern part of the west coast of Korea and compared this data with data from the entire west coast (n = 369; 2006-2008). Modal classes from frequency distributions were 6 times higher in the latter (5 vs. 32 g/㎡). The mean and median values of the latter were 1.3 and 1.7 times higher (mean, 20.7 vs. 27.8 g/㎡; median, 17.1 vs. 29.5 g/㎡), and the maximum value was 3.4 times higher. Mood's median test showed significant difference at p-value = 0.01. We estimated the biomass-to-depth relationships from each data set by using Akaike Information Criterion and regarded the non-overlap of the 95% confidence intervals as indicating significant difference. The biomass was different from a 10 m depth below, and 3 times higher in the west coast at around 20 m compared with the maximum depth of the wind farm area. A local event of catastrophic sedimentation ranging from 1 to 2 m was observed in the wind farm during winter surveys. This could be a probable source of the lower biomass, but information on biomass seasonality and a natural experimental approach seem to be needed for the conduct of further studies. This study is meaningful in that it provided the background to assess future changes by understanding the lower level of benthic productivity in the area. We expect this study will contribute to the preparation of measures that can remove or mitigate the source of the lower biomass and improve the productivity of fishery resources in the area.

• 감성과학
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• 제23권1호
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• pp.29-40
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• 2020

시각장애인들에게는 길 찾기 및 탐색이 어려운 과제이기 때문에, 이들의 독립적이고 자율적인 이동성 향상에 대한 연구가 필요하다. 그러나 기존의 점자 촉각 지도는 여러 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 기술의 발달과 함께 촉각 지도에 다른 인터랙션 방식을 더하려는 시도들이 존재해왔다. 본 연구는 이러한 흐름 속에서 새로운 대화형 인터랙티브 촉각 지도 인터페이스를 개발하였다. 촉각 탐색을 하는 동안 사용자의 터치를 인식하여 음성 피드백을 제공하며, 사용자가 음성 에이전트와 대화를 나눌 수 있고 이를 통해 관심 지점에 대한 정보나 경로 안내를 받을 수 있다. 사용성 테스트를 진행하기 위해 프로토타입을 제작하였으며, 실제 시각장애인들을 대상으로 프로토타입 사용 후 설문 및 인터뷰를 통한 실험을 진행하였다. 점자를 사용한 기존 촉각 지도보다 본 연구에서 제작된 인터랙티브 촉각 지도 프로토타입이 시각장애인들에게 더욱 높은 사용성을 제공하였다. 시각장애인들은 본 연구의 프로토타입을 사용했을 때 더 빨리 시작 지점 및 관심 지점을 찾을 수 있었고 더 높은 독립성 및 확신을 가질 수 있었다고 보고하였다. 본 연구는 시각장애인의 지도 이용 및 경험을 향상시킬 수 있는 새로운 촉각 지도 인터페이스를 제시하였다. 실험에서 프로토타입의 개선 방향에 대한 다양한 피드백을 받을 수 있었다. 아직 개발 단계에 있기 때문에, 이를 반영한 후속 연구를 통해 이를 더욱 발전시킬 수 있을 것이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권5호
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• pp.575-589
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• 2020

For vibration control of stay cables in cable-stayed bridges, viscous dampers are frequently used, and they are regularly installed between the cable and the bridge deck. In practice, neoprene rubber bushings (or of other types) are also widely installed inside the cable guide pipe, mainly for reducing the bending stresses of the cable near its anchorages. Therefore, it is important to understand the effect of the bushings on the performance of the external damper. Besides, for long cables, external dampers installed at a single position near a cable end can no longer provide enough damping due to the sag effect and the limited installation distance. It is thus of interest to improve cable damping by additionally installing dampers inside the guide pipe. This paper hence studies the combined effects of an external damper and an internal damper (which can also model the bushings) on a stay cable. The internal damper is assumed to be a High Damping Rubber (HDR) damper, and the external damper is considered to be a viscous damper with intrinsic stiffness, and the cable sag is also considered. Both the cases when the two dampers are installed close to one cable end and respectively close to the two cable ends are studied. Asymptotic design formulas are derived for both cases considering that the dampers are close to the cable ends. It is shown that when the two dampers are placed close to different cable ends, their combined damping effects are approximately the sum of their separate contributions, regardless of small cable sag and damper intrinsic stiffness. When the two dampers are installed close to the same end, maximum damping that can be achieved by the external damper is generally degraded, regardless of properties of the HDR damper. Field tests on an existing cable-stayed bridge have further validated the influence of the internal damper on the performance of the external damper. The results suggest that the HDR is optimally placed in the guide pipe of the cable-pylon anchorage when installing viscous dampers at one position is insufficient. When an HDR damper or the bushing has to be installed near the external damper, their combined damping effects need to be evaluated using the presented methods.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.174-182
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• 2014

건물의 풍진동을 모니터링 하기 위해, 두 개 (이동국과 기준국)의 global positioning system (GPS)에 기반한 종래의 real-time kinematic (RTK) 기법이 널리 적용되고 있다. 그러나 이는 기준국을 위한 공간을 확보하거나 유지 관리하는데 어려움을 겪을 수 있다. 한편, 최근에 하나의 이동국 만을 이용하여 구조물의 움직임을 계측할 수 있는 새로운 virtual reference station (VRS)-RTK 기법이 개발되었으며, 측량 분야에서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 골조 구조물의 횡방향 구조 응답을 모니터링하기 위한 VRS-RTK 기법의 적용성을 평가하기 위해 단층 골조 모형 (1차 고유진동수 : 1 Hz)과 3층 골조 모형 (1차 고유진동수 : 0.85 Hz)의 자유진동 실험을 수행하였다. GPS에 의해 계측된 변위 및 가속도 응답의 신뢰성을 평가하기 위해, 레이져 변위계와 가속도계가 설치되었으며, 이들로부터 얻은 계측값을 GPS의 계측값과 비교하였다. 또한, 건물의 지속적인 모니터링을 위한 적절한 계측 샘플링 수를 파악하기 위해, 변위 응답에서의 오차가 각기 다른 GPS 샘플링 수 (5, 10, 20 Hz)에서 평가되었다. 실험 결과, GPS으로부터 얻은 변위 및 가속도 응답은 레이져 변위계와 가속계로부터 얻은 응답과 좋은 유사 관계를 가지는 것을 확인하였다. 그리고, GPS 샘플링 수가 증가할수록 변위 오차는 감소하였으며, 3층 실험체에 대해서는 20 Hz의 GPS 샘플링 수로 구조물의 전 모드 성분 (1, 2, 3차 모드)을 검출할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.769-778
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• 2007

본 논문에서 건축구조물의 풍응답 구현을 위한 선형질량가진기(linear mass shaker, LMS)와 능동동조질량감쇠기(active tuned mass damper, ATMD)를 이용한 가진시스템을 제안한다. 가진시스템을 위한 가진기의 힘은 가진기에 의한 구조물의 목표응답의 전달함수를 사용하여 계산된다. 필터와 포락곡선함수는 예측하지 못한 모드응답에 의한 가진과 초기 과도응답을 제거함으로써 실제 바람에 의한 응답과 가진기에 의한 응답의 오차를 최소화하기 위하여 사용되었다. 수치예제로는 풍동실험을 통한 풍하중이 주어진 76층 벤치마크 구조물을 이용하여 수치해석을 수행하였으며, 그 결과는 특정층에 설치된 가진시스템은 풍하중이 전층에 가진되었을 때의 응답을 근사하게 구현할 수 있음을 보여준다. 제안된 방법에 의해 설계된 가진시스템은 실제 건축구조물의 풍응답 특성을 평가하는데, 그리고 풍하중을 받는 건물의 정확한 수치모델을 얻는데 효과적으로 사용될 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.135-144
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• 2016

분기기 거더 경량화는 제작비 감소 및 제작의 용이함을 위해 필수적이다. 자기부상열차용 3방향 분기기 경량화를 위한 설계변수는 부상안정성과 관련 있기 때문에 신중히 결정되어야 한다. 도시형 자기부상열차는 대차가 레일을 감싸는 구조로 되어 있기 때문에 거더 높이 변경을 통해서 경량화가 가능하다. 실제 테스트베드에서 반복 주행시험을 통해 안정성을 확보해야 하지만 공간적, 비용적 제한에 의해 여러 거더 높이의 테스트베드 제작은 불가능하며 이를 보완하기 위한 설계 파라미터 연구는 필수적이다. 본 논문에서는 자기부상열차 주행 시 3방향 분기기 경량화에 따른 부상안정성을 고려한 설계 파라미터 연구에 그 목적이 있다. 이를 위해 분기기 거더 높이 변경을 통해 경량화하였고 모달 중첩법을 이용하여 유연체로 모델링 하였다. 유연체 분기기와 자기부상열차 동역학 모델과의 연동해석을 통해 차량의 통과속도, 횡 공극, 부상 공극을 비교하고 부상안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 거더높이와 부상안정성과의 상관관계에 대해 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 자기부상열차용 분기기 설계에 활용 가능할 것이다.