• Smart Structures and Systems
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• 제20권1호
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• pp.61-74
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• 2017

One of the most reliable and simplest tools for structural vibration control in civil engineering is Tuned Mass Damper, TMD. Provided that the frequency and damping parameters of these dampers are tuned appropriately, they can reduce the vibrations of the structure through their generated inertia forces, as they vibrate continuously. To achieve the optimal parameters of TMD, many different methods have been provided so far. In old approaches, some formulas have been offered based on simplifying models and their applied loadings while novel procedures need to model structures completely in order to obtain TMD parameters. In this paper, with regard to the nonlinear decision-making of fuzzy systems and their enough ability to cope with different unreliability, a method is proposed. Furthermore, by taking advantage of both old and new methods a fuzzy system is designed to be operational and reduce uncertainties related to models and applied loads. To design fuzzy system, it is required to gain data on structures and optimum parameters of TMDs corresponding to these structures. This information is obtained through modeling MDOF systems with various numbers of stories subjected to far and near field earthquakes. The design of the fuzzy systems is performed by three methods: look-up table, the data space grid-partitioning, and clustering. After that, rule weights of Mamdani fuzzy system using the look-up table are optimized through genetic algorithm and rule weights of Sugeno fuzzy system designed based on grid-partitioning methods and clustering data are optimized through ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System). By comparing these methods, it is observed that the fuzzy system technique based on data clustering has an efficient function to predict the optimal parameters of TMDs. In this method, average of errors in estimating frequency and damping ratio is close to zero. Also, standard deviation of frequency errors and damping ratio errors decrease by 78% and 4.1% respectively in comparison with the look-up table method. While, this reductions compared to the grid partitioning method are 2.2% and 1.8% respectively. In this research, TMD parameters are estimated for a 15-degree of freedom structure based on designed fuzzy system and are compared to parameters obtained from the genetic algorithm and empirical relations. The progress up to 1.9% and 2% under far-field earthquakes and 0.4% and 2.2% under near-field earthquakes is obtained in decreasing respectively roof maximum displacement and its RMS ratio through fuzzy system method compared to those obtained by empirical relations.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.87-101
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• 2007

부산시 도심지 지하 지질과 지질구조 그리고 단층손상에 의한 지질위험도를 해석하기 위해 위성영상 및 전산음영기복도, 203개의 시추공 검층, 텔레뷰어, 그리고 지구물리 탐사 자료들을 종합적으로 분석하였다. 이를 통하여 연구지역 지하 지질은 백악기 안산암질$\sim$데사이트질 화산암류, 반려암, 화강암류로 구성되어 있으며, 동래단층을 비롯한 최소 3개의 단층파쇄대가 존재하고 있음이 밝혀졌다. 지형적 특성, 지질단면상의 파쇄대의 폭과 제4기 퇴적층과 기반암 풍화 잔류물의 심도 분포 등을 근거로 할 때, 연구지역의 동래단층은 북쪽으로 갈수록 파쇄대의 폭과 파쇄강도가 줄어들며 연구지역 북부의 서면교차로와 양정교차로 사이 지역에서 분절될 것으로 판단된다. 또한, 서면교차로보다 남쪽의 도심지 계곡부는 대부분 제4기 동안 해침을 경험한 것으로 해석된다. 한편 단층핵과의 거리, 코아회수율, 암질지수, 일축압축강도, S파 탄성파 속도를 입력변수로 작성된 지질위험도는 연구지역의 지하 단층들에 의한 기반암의 손상정도를 가시적으로 표현하는데 유용하였다. 따라서 이러한 평가방법은 기존 암반분류법을 보완하고 지질학적 요인들을 효과적으로 반영할 수 있는 암반평가를 실시하는데 기여할 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.146-162
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• 2017

동해 울릉분지 북서해역에 위치한 해저협곡의 층서 및 발달사를 연구하기 위해 다중빔 및 탄성파 자료를 분석하였다. 탄성파 자료 해석에 의하면 연구지역의 퇴적층은 침식 부정합면에 의해 분리되는 4개의 층서단위로 구분된다. 대륙사면에 발달한 퇴적층은 사면붕락을 포함하는 평행층리 음향상이 우세한 반면, 분지로 향하면서 평행층리 음향상과 캐오틱 음향상을 보이는 퇴적층이 분포한다. 전반적으로 사면에서는 얇은 층후를 보이며, 사면기저부와 분지 평원에서는 두꺼운 층후로 발달한다. 탄성파 특징과 분포에 의하면 각 층서단위의 퇴적은 해저협곡의 발달사와 잘 대비된다. 음향기반 암 상부에 위치하는 층서단위 1은 사면에서는 얇은 층후로 발달하며 분지로 향하면서 층후는 점차 증가한다. 층서단위 2는 다른 층서단위에 비해 사면에서 두꺼운 층후를 보이며 단층과 관련된 사면붕락이 발생한다. 사면붕락에 의해 유발된 질량류 퇴적체는 사면기저부에 주로 퇴적되며, 이 퇴적체는 심해 선상지로 해석된다. 퇴적물의 퇴적보다는 침식작용이 우세하여 협곡의 폭과 깊이는 증가한다. 층서단위 3은 해저협곡 주변부의 사면에서 얇은 층후를 보이며, 분지로 향하면서 퇴적두께는 점차 증가한다. 층서단위 4는 사면에서 슬라이드/슬럼프를 포함하는 얇은 층후를 보이며, 사면기저부에는 두꺼운 층후로 퇴적되는 심해 선상지가 발달한다. 해저협곡 주변부에서의 사면붕락과 우세한 침식작용에 의해 해저협곡의 폭과 깊이는 증가한다. 결과적으로 연구지역의 해저협곡과 연계된 층서단위의 형성은 사면붕락에 의한 퇴적물 공급량, 광역적인 구조운동, 해수면 변동에 의해 크게 조절되었다.

• 대한지리학회지
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• 제43권6호
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• pp.791-807
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• 2008

본 연구의 목적은 독도해산의 지형특성을 분석하고 지형의 형성작용에 대한 원인과 침식경향을 파악하는 데 있다. 지형분석을 위해 독도주변해역의 수심데이터와 탄성파데이터를 이용하였다. 수심데이터를 이용하여 독도해산의 평탄한 정상부와 해산사면의 경사, 사면향 등을 분석하였다. 독도해산은 정상부가 평평하게 침식되어 형성된 평정해산의 형태를 띠고 있고, $0{\sim}2^{\circ}$의 완경사를 이루고 있다. 수심자료와 탄성파 자료에 의하면, 동도와 서도 주변 해저에는 불규칙한 돌출지형이 형성되어 있는데, 이는 과거 독도에서 붕괴된 암설이 퇴적되었거나 상대적으로 침식에 강한 암반이 남아 형성된 지형으로 생각된다. 해산 사면은 $14{\sim}40^{\circ}$ 급경사 지형으로서 매스무브먼트에 의해 다량의 암설이 흘러내린 오목지형이 발달하고 사면의 기저부에서는 매스무브먼트에 의해 운반된 암설이 퇴적된 볼록지형이 나타난다. 사면 곳곳에는 해저곡(submarine gully)이 발달하고 해저곡이 분포하는 지역은 상대적으로 침식이 더 빠르게 진행되고 있다. 매스무브먼트에 의해 침식 붕괴된 암설과 해저곡을 따라 운반된 퇴적물은 해산의 기저부에 퇴적되어 있다. 독도해산사면에서 발생하는 매스무브먼트는 해저화산의 진화과정 및 지진활동과 관련되어 있는 것으로 생각된다. 결론적으로 독도해산은 사면에서 매스무브먼트와 해저곡을 따라 일어나는 침식작용에 의해 사면이 후퇴하고 있음을 확인할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권2호
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• pp.41-54
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• 1993

본 연구는 이질토층의 c-o흙사면에 대한 2차원 및 3차원 안정해석을 제시한다. 가능파괴면은 층의 경계에서 파괴면이 내부마찰각에 따라 굴절되는 대수나선곡선을 사용하였다. 3 차원 해석에서는 회전활동토괴는, 중앙부는 Cylindroid이고 양쪽 끝단은 평면으로 사용하였 다. 지진력은 수평 및 수직진도를 고려하였다. 개발한 프로그램을 PCSTABLS와 비교하였고, 2차원 최소안전율에 대한 3차원의 최소안전율의 비를 조사하였고, 사면높이에 대한 Cylindroid길이의 비에 따른 안전율의 변화를 검토하였다. 그리고 절편의 수에 따른 안전율의 변 화도 조사하였다. 이러한 것을 기초로 다음의 결과가 얻어졌다 : (1)본 연구에서 개발된 프로그램의 2차원 안전율이 PCSTABLS보다는 더 크게 나타났다. (2)본 연구의 2차원 안전율은 흙의 내부 마 찰각이 증가함에 따라 PCSTABLS보다 더 큰차이를 나타냈다. (3) 3차원 안전율은 2차원 안전율보다 더 크게 나타났다. 따라서 3차원효과는 안전율을 증가시키는 경향이 있다. (4) 사면의 높이에 대한 3차원 파괴토괴의 폭의 비, bye가 증가함에 따라 2차원 안전율에 대한 폭, b를 가진 3차원 안전율의 비, Fb/F거 값은 감소하였고, bye가 약 14이상이면 1.0에 근접 했다. (4) 2차원 안전율에 대한 폭, b를 가진 3차원 안전율의 비, Fb/F거 값은 전단강도정수, 지하수위 그리고 수평진도의 값에 매우 민감한 것으로 나타났다. (5) 본 연구에서 개발된 프로그램을 사용하여 안전율을 계산할때,절편의 수는 30~40개 정도면 적당하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1105-1111
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• 2010

한국원자력연구원은 전력생산과 해수담수화를 동시에 수행하고 친환경적인 SMART 원자로를 개발하였다. SMART 원자로의 여러 구조물 중에 제어봉 구동 장치(CRDM)는 제어봉의 삽입 량을 조절하여 원자로의 출력을 조정하고 비상시 제어봉을 긴급 삽입하여 원자로를 정지시키기 위한 기기이다. 본 연구의 목적은 제어봉 구동 장치의 구조적 건전성을 확보하기 위해서 동특성해석을 수행하는 것이다. 또한 향후 내진해석에 활용될 단순모델의 활용을 위해 상세모델과의 비교, 검증을 수행하였다. 해석은 유한요소 해석기법을 활용하였고 상용해석 프로그램인 ABAQUS 와 ANSYS V12 를 사용하였다. 유한요소 해석모델은 상세모델인 3-D Solid 모델과 단순모델인 Beam 모델을 작성하여 비교하였고 추가로 단순모델을 오일러 보인 Beam4 요소와 티모센코 보인 Beam188 요소로 작성하여 비교 검토하였다. 향후 SMART 원자로집합체의 단순모델을 작성하여 내진해석 등 다양한 해석에 활용될 계획이므로 단순모델은 상세모델과의 오차를 줄이기 위해서 모델 보정(model updating)이 수행되었다.

• 지질공학
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• 제25권3호
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• pp.349-356
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• 2015

물리탐사의 대표적인 한계는 위아래 지층의 물성이 크게 차이나지 않을 경우 취득 신호가 작다는 점이다. 이 경우에는 서로 다른 물성에 기인하는 여러 가지 탐사들을 수행하고 그 결과들을 복합적으로 해석하여 그 효율성을 높인다. 레이더 및 고분해능 탄성파반사법 탐사는 천부 지질구조 및 매설 구조물을 신속하고 정확하게 찾아낼 수 있는 방법으로서 각각 유전율 경계면과 속도 경계면을 찾아내는데 효과적이다. 특히 이 연구에서는 전기적인 성질에 크게 반응하는 레이더 이벤트와 탄성적인 성질에 기인하는 탄성파 이벤트를 단일 단면도에 통합적으로 재건하는 기법을 모델링자료를 통해 구축하고 이를 바탕으로 청주 화강암부지의 얕은(3 m) 깊이의 지하수면, 그 하부의 풍화암, 연암 경계면을 효과적으로 파악하였다. 지반 강성에 중요한 인자인 밀림 탄성률(강성률)을 평가하기 위해 검층 자료를 통해 얻은 S파 속도를 여러 채널 S파 분석(MASW)과 공중점 교차상관 기법(CMPCC)에서 나온 값과 비교한 결과, 일반적인 MASW보다 이상대의 정확한 지점과 높은 S/N을 목적으로 고안된 CMPCC을 통해 얻은 속도가 실제 검층 자료에 보다 접근하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.55-62
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• 2002

상부벽식-하부골조 구조(복합구조)는 일반적으로 전이층을 중심으로 상부는 주거공간의 전단벽식의 고층아파트이고 하부는 상업공간의 보-기등의 골조구조이다. 이러한 구조물은 구조형식의 특성상 강성비정형, 질량비정형, 기하학적 비정형 등 비정형 형태의 특징을 갖고 있다. 본 연구에서는 하부골조 구조물의 층수가 변화할 경우에 대해 복합 구조물의 비선형 거동특성과 내진성능을 파악하였다. 비선형 해석결과로부터 얻은 결론은 다음과 같다. 1) 비선형 정적해석의 최상층변위각과 밑면전 단력계수로부터 하부구조의 층수가 증가할 경우 구조물의 밑면전단력계수는 감소하였으나 최상층변위각은 증가하였다. 2) 하부구조의 층수가 증가할 경우 상부벽식구조의 층간변위각과 소성율은 감소하였으며, 상부벽식은 탄성상태에 가까운 거동을 하였다. 3) 하부구조의 층수가 증가할 경우 하부구조에서 층간변위각이 집중적으로 증가하였다.

• 전산구조공학
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• 제8권3호
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• pp.103-111
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• 1995

지진하중과 같은 동적인 하중에 대한 다자유도 구조물의 비선형 해석은 많은 양의 계산을 요구한다. 이런 계산상의 어려움을 감소시키기 위하여 다자유도를 가진 복잡한 구조물의 비선형해석을 간략화된 동위 구조물 (Equivalent Nonlinear System(ENS))을 이용해 구할 수 있는 약산법을 제시한다. 간단한 동위 구조물은 원구조물의 가장 중요한 구조물의 성질을 가지고 있는데 구조물의 처음 두 개의 주기(natural periods)의 동적 특성 및 전체 항복변위(global yield displacement)를 가진다. 구조체 반응으로 이 논문에서는 구조체의 전체변위 및 층간변위가 고려된다. 구조체의 전체 변위 및 층간변위를 얻기 위하여 전체 반응수정계수(global response scaling factor) R/sub G/와 국부반응수정계수(local response scaling factor)R/sub L/을 동위 구조물로부터 얻어진 변위에 적용한다. 이 반응수정계수는 다자유도 구조물의 비선형 해석을 통하여 얻어진 변위들과 동위 구조물을 이용해 얻어진 변위들을 이용해 광범위한 회기분석을 통하여 구조물의 연성과 첫번째 두 모드의 질량참여계수의 함수형태로 얻는다. 반응수정계수를 가진 동위 구조물을 만들기 위하여 철골 모멘트 연성 골조 방식의 구조물(Special Moment Resisting Steel Frames (SMRSF))을 이 논문에서는 고려한다. 함수형태로 표현된 반응수정계수는 동위 구조물의 반응에 적용되어 복잡한 구조물의 비선형 반응을 얻을 수 있다.

• 센서학회지
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• 제6권5호
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• pp.346-355
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• 1997

본 논문에서는 범용 유한요소 구조해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 가속도센서의 미세기계구조부의 스트레스 분포와 주파수특성을 해석하였다. 해석된 결과로 부터 자동차의 에어백 시스템에 들어가는 가속도센서의 사양에 적합한 새로운 형태의 6빔 압저항형 가속도센서의 파라미터 값을 설정하였다. 이때, 설계된 가속도 센서의 매스 패드의 반경 및 빔 길이, 빔 폭, 빔 두께의 각 파라미터 값은 $500{\mu}m$, $350{\mu}m$, $100{\mu}m$, $5{\mu}m$였으며, 그리고 같은 구조의 센서에서 진동질량은 0.4 mg과 0.8mg인 두가지 종류로 정의하였다. 설계된 구조를 가지고 (111)면 n 실리콘웨이퍼에 $n^{+}$ 영역이 선택적으로 확산된 $n/n^{+}/n$ 3층 구조를 사용하여 6빔 압저항형 실리콘 가속도센서를 제조하고, 특성을 조사하였다. 이때, 센서의 미세기계구조를 형성하기 위하여 다공질 실리콘 에칭법을 이용한 마이크로머시닝 기술을 사용하였다.