Vector Random Decrement(VRD) 기법은 상시하중을 받는 선형의 구조물에서 동적응답의 장시간기록을 자유진동신호로 전환시키는 효과적인 알고리즘으로 발전되어 왔으며, 이에 따른 VRD함수는 실측한 자유감쇄응답과 거의 동일하게 모우드변수에 대한 정보를 갖는다. 본 연구에서는 모우드형상비의 개념을 동특성 평가과정인 Ibrahim Time Domain (ITD) 알고리즘에 적용하여 VRD 기법을 개선하였다. 제안된 기법에서는 이동시간의 보정과정에서 VRD 함수가 변환되지 않기 때문에 벡터 트리거조건에 적용된 최대 이동시간 영역의 정보가 VRD 함수에 누락 없이 포함되고 입력하중의 영향은 평균과정에서 소거된다. 제안된 기법에 의한 모우드변수의 추정결과를 일반적인 Random Decrement(RD) 기법과 비교하였으며, VRD 기법의 적용성을 모의 예제해석과 상시하중이 재하된 보의 실내실험으로 검증하였다.
본 논문에서는 상시진동계측 결과를 활용하여 교랑의 이동하중해석을 수행하기 위한 구조재해석 기법을 제시하였다. 구조재해석을 위해 필요한 실구조물의 고유진동수와 모우드 형상은 직접퓨리에 분석을 통해 구하고, 감쇠비는 Random Decrement기법을 이용하는 방법을 사용하였다. 또한, 계측 모우드 형상을 구조재해석에 필요한 자유도로 보간하기 위한 보간법을 제시하였다. 더불어, 제시된 구조재해석기법을 이동질량 모형에 기초한 주행하중 해석에 적용하여 이를 직접 해석한 결과와 비교하였다 해석결과는 상시진동 계측의 결과만을 이용하여 수행된 구조재해석 결과도 교량의 실제 응답을 잘 표현할 수 있음을 보여주고 있다.
This paper presents the wet damping estimation of the segmented hull model using the random decrement technique together with the continuous wavelet transform. The tested 16 sea states are grouped together based on the speed of the ship in order to figure out the possible influence of the ship speed on the damping ratio. The measured time histories of vertical bending moment for each tested sea state were processed with random decrement technique to derive the free decay signal, from which the damping ratios are estimated. Also, the autocorrelation functions of the filtered signal were calculated and comparison was made with the free decay signal obtained from the random decrement technique. Then the wet damping ratios for each sea state group, as well as precise wet natural frequencies, are estimated by using continuous wavelet transform. It turned out that the wet natural frequencies derived from the measured signal did not show any significant discrepancy compared with those obtained by wet hammering test, whereas the damping ratio did. It was considered that the discrepancy of the damping ratio between in calm and moving water may be attributed to the viscous effects caused by dramatically different flow pattern and relative velocity between the vibrating structure and surrounding fluid particles.
본 연구에서는 차량하중에 의한 상시진동기록을 이용한 교량의 손상추정기법을 연구하였다. 즉, 차량진행 중 측정된 신호로부터 구조물의 모드특성을 구하고, 이를 이용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안기법의 검증을 위하여 차량하중을 재하할 수 있는 모형교량을 제작하여 손상실험을 수행하였다. 차량진행 중 교량의 수직가속도를 계측하였으며, 측정된 가속도시계열로부터 random decrement(RD) 기법을 사용하여 자유진동신호를 구한 후, 이로부터 구조물의 모드특성을 추정하였다. 추정된 모드특성을 기초로 신경망기법을 적용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하였으며, 추정된 결과는 실제 손상과 비교적 잘 일치하였다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제7권6호
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pp.979-994
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2015
The mode shapes of a segmented hull model towed in a model basin were predicted using both the Proper Orthogonal Decomposition (POD) and cross random decrement technique. The proper orthogonal decomposition, which is also known as Karhunen-Loeve decomposition, is an emerging technology as a useful signal processing technique in structural dynamics. The technique is based on the fact that the eigenvectors of a spatial coherence matrix become the mode shapes of the system under free and randomly excited forced vibration conditions. Taking advantage of the simplicity of POD, efforts have been made to reveal the mode shapes of vibrating flexible hull under random wave excitation. First, the segmented hull model of a 400 K ore carrier with 3 flexible connections was towed in a model basin under different sea states and the time histories of the vertical bending moment at three different locations were measured. The measured response time histories were processed using the proper orthogonal decomposition, eventually to obtain both the first and second vertical vibration modes of the flexible hull. A comparison of the obtained mode shapes with those obtained using the cross random decrement technique showed excellent correspondence between the two results.
본 논문에서는 상시진동계측에서 얻은 시계열파형에서 하프파워법과 RD법을 통하여 감쇠율을 산정하여 해석법에 따른 감쇠율의 변동성을 분석하였다. 상시진동계측은 국내 철골조 건물 2개동과 철골철근콘크리트조 건물 1개동을 대상으로 실시하였다. 하프파워법(half- power bandwidth method)의 변수는 앙상블 데이터수를 1024, 2048, 4096, 8192로 변화시키면서 감쇠율의 변화 경향을 분석하여 하프파워법의 적용성을 검토하였다. 상시진동계측 데이터에서 앙상블의 데이터 사이즈를 1024 에서 8192로 증가함에 따라서 하프파워법에 의한 감쇠율은 감소하면서 일정한 값으로 수렴하면서 RD법에 의한 감쇠율과 비슷해짐을 확인하였다. 또한 하프파워법에 대한 감쇠율은 일반적으로 RD법에 의한 감쇠율보다 다소 큰 것을 확인하였다.
This Paper Presents a new analytic load decrement method for the evaluation of avoided generation costs of independent power producers (IPPs), named as probabilistic load decrement method. Unlike conventional load decrement methods, the proposed method exactly consider the random outage characteristic of a generating unit, economic dispatch order, and the resulting loss of load probability. Therefore, we can Provide the exact generation avoided costs of an IPP by applying the developed method. In the case studies, we have shown the correctness and effectiveness of the method, and compared with conventional load decrement methods.
POD(proper orthogonal decomposition)는 가해지는 하중(입력)의 계측없이 출력(응답)만으로 구조물의 동적특성을 파악할 수 있는 기법이다. 하지만 실제의 경우 측정데이터에 노이즈가 포함되어 있으면 분해가 완전하게 일어나지 않아 동적특성(특히 감쇠비)을 완벽히 파악하기 힘들다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해서 POD기법으로 추출된 각 모드의 자유진동파형에 RD(random decrement)법을 적용하여 노이즈에 의한 영향을 제거하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 먼저 수치모델을 사용하여 계측노이즈가 있을 경우 제안된 방법을 사용하면 노이즈의 영향을 감소시킬 수 있음을 검증한 후 실험실 규모의 구조물모형에서 얻은 자유진동계측치에 제안된 기법을 적용하여 시스템식별을 수행하여 동특성을 파악하였다.
The objective in this research is to determine the feasibility of using changes on the dynamic properties of a reinforced concrete (RC) structure to identify different levels of seismic induced damage. Damping ratio and natural frequency changes in a RC bridge column are analyzed using different signal processing techniques like Hilbert Transforms, Random Decrement and Wavelet Transforms. The data used in the analysis was recorded during a full-scale RC bridge column shake table test. The structure was subjected to ten earthquake excitations that induced different levels of inelastic demand on the column. In addition, low-intensity white noises were applied to the column in-between earthquakes. The results obtained show that the use of the damping ratio and natural frequency of vibration as damage indicators is arguable.
This paper focuses on the dynamic behaviour of Mirandola City Hall (a XV century Renaissance Palace) that was severely damaged during May 2012 Emilia earthquake in Northern Italy. Experimental investigations have been carried out on this monumental building. Firstly, detailed investigations have been carried out to identify the identification of the geometry of the main constructional parts as well as the mechanical features of the constituting materials of the palace. Then, Ambient Vibration Tests (AVT) have been applied, for the detection of the main dynamic features. Three output-only identification methods have been compared: (i) the Frequency Domain Decomposition, (ii) the Random Decrement (RD) and the (iii) Eigensystem Realization Algorithm (ERA). The modal parameters of the Palace were difficult to be identified due to the severe structural damage; however the two bending modes in the perpendicular directions were identified. The comparison of the three experimental techniques showed a good agreement confirming the reliability of the three identification methods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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