• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.117-124
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• 1991

본 논문에서는 편면 보강판의 압축 강도 해석 시, 유한 요소법의 비경제성을 극복하기 위하여, 붕괴 양식을 가정하고, 각 붕괴 양식에 대해 압축 강도를 구하였다. 최종 강도는 탄성 대변형 해석 곡선과 소성 붕괴를 가정하여 얻은 소성 해석 곡선과의 교점으로 택하였다. 기존의 연구와는 달리 소성 붕괴선의 형상을 변경시켜 최소의 강도 값을 주는 교점을 최종 강도로 택하였다. 최소 강비는 가정한 붕괴 양식의 교점으로 부터 얻어질 수 있다. 탄성 해석에서는 좌굴 파형을 가정하고, 보강재의 비대칭으로 인한 편심 모우멘트를 고려하였으며, 평형 조건식은 Rayleigh-Ritz법을 이용하여 유도하였다. 소성 해석 시에는 고성 붕괴선을 가정하여 소성 붕괴 조건식을 유도하였다. 좌굴과 최종 강도 계산 결과를 유한 요소법에 의한 결과와 비교한 결과, 양호한 일치를 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.401-410
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• 2008

보의 고유진동수는 진동해석 뿐만 아니라 구조물의 동적특성을 파악하는데 중요한 역할을 한다 보의 단면이 불연속적으로 변하는 계단형 보의 고유진동수 해석은 복잡하다. 이런 계단형 보의 진동해석은 Rayleigh-Ritz법, FEM 등과 같은 근사해석법이 흔히 사용되는데 이들 해석의 정확성은 분할요소의 수, 계산의 반복수, 가정처짐곡선의 형상에 따라 좌우된다. 본 연구에서는 계단형 외팔보의 등가보 변환 방법을 이용한 기본고유진동수의 근사해석방법을 제시하고자 하였으며 여러 예제에 대하여 제안방법과 유한요소해석 결과를 비교하여 그 적용성과 신뢰성을 검증하였다.

• 대한조선학회지
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• 제31권3호
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• pp.33-35
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• 1994

본 고에서는 선체국부팬널의 대종을 이루고있는 판요소, 보강판, 복판팬널 및 복합재료적층판의 진동특성을 구하는 근사방법으로서 주로 Rayleigh-Ritz방법을 적용한 연구결과들을 정리하였다. 이를 통해 향후 추가로 연구가 이루어져야 할 내용을 다음과 같이 도출하였다 1) 팬널주위의 경제조건으로서 탄성구속을 고려 할 수 있도록 정식화는 이루어져 있으나 실제 선체 팬널의 탄성구속도를 구하는 방법이 정립되어 잇지 못하기 때문에 해석결과의 정도 문제가 발생한다. 따라서 해석정도의 향상을 위해 실제 선체팬널의 탄성구속도에 대한 연구가 수행되 어야 하며, 이와 같은 연구는 조선소에서 이루어지는 것이 타당한 것으로 사료된다. 2) Mindlin 판, 복합판널, 복합재료적층판에 대한 정식화에서 경제조건이 회전방향탄성고속만 고려되고 힁방향 변위는 고정되어 자유와 단순지지 사이의 경제조건은 고려될 수 없으므오 이 에대한 보완 연구가 이루어져야 한다. 3) 본 고에서는 접수효과에 대한 연구결과의 소개는 없었으나, 이에대한 현재까지의 연구는 주로 평판에 대해 이루어졌다. 화물창내 국부판널 또는 이중저의 진동해석을 정도 노ㅍ게 수행하기 위해서는 보강판 및 복판팬널의 접수효과에 대한 연구가 적극적으로 이루어져야 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.141-154
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• 1993

본 논문에서는 주변 단순 지지된, 용접된 편면 보강판의 압축 최종 강도를 구하는 간략한 방법을 제안하고자 한다. 우선, 용접에 의한 변형 및 잔류응력과 같은 초기결함을 간략한 방법으로 추정하고, 이 초기결함이 존재하는 보강판의 붕괴 양식을 가정하여, 각 양식에 대해 최종 강도를 구하고, 여러 붕괴 하중에 때해 최소치를 택함으로 보강판의 붕괴 하중을 얻는다. 보강판이 최종 강도 상태에 달하기까지 붕괴 과정을 다음과 같이 가정한다. (1) 보강판의 전체 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (2) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 전단면 항복에 의한 전체 붕괴 (3) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (4) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴 붕괴 하중 계산을 위해 Rayleigh-Ritz 법에 기초한 탄소성 대변형 해석을 수행하고, 소성 붕괴선을 가정한 소성 해석을 수행하여 탄성 해석선과 소성 해석선의 교점을 최종 강도로 택한다. 본 방법을 비선형 유한요소법과 비교해 보면 극히 짧은 계산 시간에 양호한 결과를 산출한다는 것을 알 수 있다. 본 방법에 의한 해석 결과를 통해 판재의 국부 거동에 미치는 보강재의 비틂 강성의 효과를 고찰하였고, 보강재의 굽힘에 의한 전체붕괴와 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴의 기준이 되는 보강재의 형상을 제시할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.85-95
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• 1996

직사각형 Mindlin판 유추계의 고유진동 및 동적응답의 해석에 대하여 종래의 방법들 보다 정확도 및 계산효율을 향상시킬 수 있는 방법을 추구하였다. Mindlin 판이론에 입각하여 탄성구속경계조건에 대해 정식화 하고, Timoshenko 보함수로부터 시작하는 Kantorovich 방법을 원용하여 Mindlin 판특성함수를 도출했다. 이 Mindlin판 특성함수에 기초하여 등방성후판 및 직교이방성후판에 대해서 반복적 Kantorovich 방법에 의해 고유해를 구하는 방법을 제시했다. 이 방법은 정확도 및 계산효율면에서 종래의 다른 근사해법보다 그 우월성이 인정되며, 특히 중복고유치를 갖는 경우 명확한 고유치 및 고유모드를 얻을 수 있다. 또 모드해석방법에 의한 동적응답계산에 있어서도 보다 더 정확한 결과를 얻을 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제17권3호
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• pp.21-26
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• 2003

An iteractive Kantorovich method is presented for the vibration analysis of rectangular orthotropic thick plates. Mindlin plate characteristic functions are derived in general forms using the Kantorovich method. Initially, Timoshenko beam functions consistent with the boundary conditions of the plate were used. Through numerical calculations of natural fairs of appropriate models, it has been confirmed that the method presented is superior to the Rayleigh-Ritz analysis or the finite element analysis in both accuracy and computational efficiency.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.56-61
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• 1995

많은 공학자들은 기계 재료의 종류 및 형태에 따른 정적, 동적 특성 연구를 수행해 왔다. 특히 산업적으로 그 활용도가 높은 평판 재료에 대한 진동 특성 연구는 많이 이루어졌다. 최근에는 진동 특성을 해석하는 방법도 부분구조합성법, 감도해석법 등의 방법으로 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편 평판의 진동이 공기와 같은 매질로 상호 작용을 하며, 막힘이 없는 공간으로 음향을 방사하는 현상에 대한 연구도 이루어지고 있다. 그러나 평판 재료를 사용하여 기계 구조물을 제작하는 경우 많은 경우에 구조물간 결합에 의해 폐공간이 형성되고 이러한 폐공간에 의해 평판의 진동이 구조-음향 연성 현상이 발생되고, 이에 따라 평판의 진동 특성도 달라지게 된다. 이러한 구조-음향 연성에 대한 연구는 1978년 Wayne B.McDonald와 C.Kearney Barton, 1979년 R.Vaicatis에 의해 폐공간 내로의 음향 전달 현상을 연구하며 이루어졌다. 최근에 연구 동향은 이장명의 FEM과 BEM을 이용한 폐공간 내로의 음향 전달 현상을 연구하였고, V.B.Bokil에 의해 구조-음향 연성된 평판의 모드 해석 방법이 연구되었다. 한편 V.Martin에 의해 능동 소음 제어의 모델링을 좀더 정확히 하기 위해 구조 연성계를 고려한 연구도 수행되었다. 연구 결과 구조-음향 연성에 의한 평판의 고유진동수 변화를 구하였고 이 때에 경계조건을 만족하는 직교다항식을 이용한 Rayleigh-Ritz 방법을 이용하였다. 또한 이러한 해석은 실험과도 매우 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.1-12
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• 2012

이 논문에서는 유체-구조물-지반의 상호작용을 고려한 해상풍력발전기의 지진응답해석법을 제시하였다. 풍력발전기는 tower와 그 정점에 집중된 질량으로 모델링 되었다. 이 tower는 유연한 해저지반에 기초하고 있는 튜브형 cantilever로 이상화하였다. Tower와 해수 간의 동적 상호작용, 기초와 지반간의 동적 상호작용이 고려된 유체-구조물-지반 연성계의 지배방정식은 부분구조법과 Rayleigh-Ritz방법에 의해서 유도되었다. 해수는 압축성 비점성 이상 유체로 이상화하였다. 해수로 포화된 층상지반에 놓인 footing의 동적 강성은 Thin Layer법에 의해서 계산하여 상부구조물 모델과 결합시켰다. 이 해석법을 해상풍력발전기 모델의 지진응답해석에 적용하였다. 해석 결과를 준거해와 비교해서 제안한 해석법의 타당성을 검증하였다. Tower의 유연성, 지반의 강성이 해상풍력발전기 지진거동에 미치는 영향을 분석하였다. 유체-구조물 상호작용과 지반-구조물 상호작용의 지진응답에 대한 상대적인 중요도를 비교 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.125-133
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• 2008

사장교의 장대화로 주탑 및 보강형과 더불어 사장 케이블의 동적 안정화에 많은 노력이 요구된다. 사장 케이블에서 동적 불안정은 주로 대칭 1모드와 역대칭 1모드에서 발생되며 대칭 1모드는 역대칭 1모드와 다르게 새그의 영향이 명확하게 나타나므로 기본진동수는 팽팽한 스트링으로부터 얻은 것과 상이한 결과를 제공하게 된다. 이러한 현상에 관해 Irvine, Triantafyllou, 안상섭 등은 해석적 기법을 통해 동적거동 분석을 수행하였다. 이들의 연구는 광범위한 영역의 Irvine Parameter에 대해 중요한 결과를 제시하였으나 특성점(Cross-Over Point 혹은 복합모드 형성점) 이후 영역에 대해서는 상이한 결과를 제시하였고 진동수방정식의 높은 비선형성으로 인해 해가 매우 민감한 난점이 있다. 본 연구는 사장 케이블 동적안정 문제에 주요한 모드들 중 새그의 영향이 가장 높은 대칭 1모드의 기본진동수에 초점을 맞추었으며 일반화된 역학적에너지에 경계조건을 만족시키는 진동형상을 적용하고 Rayleigh-Ritz 방법으로 해석적인 해를 제시하였다. 선행연구들과 다르게 본 연구는 선형적인 해를 제공하며 이에 따른 오차는 특성점 이내에서 3% 미만의 오차를 보였다. 또한, 사장 케이블이나 이에 준한 케이블은 특성점을 넘지 않으므로 공학적으로 충분한 가치를 갖는다고 볼 수 있다. 더불어 대칭 1모드에서 발생되는 갤로핑과 Parametric 공진대역을 분석하여 연구의 활용성을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.116-125
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• 1995

선체(船體) 해양구조물(海洋構造物)과 같은 대형(大型) 구조물(構造物)은 대부분 판(板) 구조물(構造物)로 이루어져 있으며, 이에 각종(各種) 기기류(機器類), cable류(類). Pillar, 탄성지지(彈性支待)된 장비(裝備) 등과 같이 집중질량(集中質量), 분포질량(分布質量), 지지(支持)스프링 , 질량(質量)-스프링 계(系) 등이 부가(附加)되는 경우가 많다. 이러한 판(板) 구조물(構造物)의 진동해석(振動解析) 방법(方法)으로 매우 단순(單純)한 경우를 제외하고는 엄밀해(嚴密解)를 얻기 어렵기 때문에 Rayleigh-Ritz방법(方法), assumed mode method와 같은 해석적(解析的) 방법(方法)이 주로 적용(適用)되고 있다. 국부(局部) 팬널의 형상(形狀)은 직사각형(直四角形) 뿐만 아니라 사다리꼴, 삼각형(三角形) 등 매우 다양(多樣)한데 상기(上記) 해석적(解析的) 방법(方法)을 적용한 연구(硏究)는 대부분 직사각형(直四角形)인 경우에 대하여 이루어졌다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 임의(任意) 사각형(四角形) 형상(形狀) 평판(平板)에 집중질량(集中質量), Pillar와 같은 지지(支持)스프링, 질량(質量)-스프링 계(系) 등이 부가(附加)된 전체계(全體系)의 진동해석(振動解析)을 효율적(效率的)으로 수행(遂行)하는 방법으로서 임의(任意) 사각형(四角形) 형상(形狀)을 효과적(效果的)으로 취급하기 위해 특성좌표계(特性座標系)를 활용하고 assumed mode method을 적용하는 정식화(定式化)를 제시하였다. 질량(質量)-스프링 계(系)가 부가(附加)된 사다리꼴 평판(平板)을 대상(對象)으로 일련의 수치(數値) 계산(計算)을 수행(遂行)하고 유한요소법(有限要素法)에 의한 결과(結果)와 비교(比較) 검토(檢討)하므로써 본(本) 연구(硏究)에서 제시한 방법(方法)의 타당성(妥當性)을 입증하였다.