• 한국생산제조학회지
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• 제7권1호
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• pp.41-50
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• 1998

The detemination of sound pressure radiated from peoriodic plate structures is fundamental in the estimation of noise levels in aircraft fuselages and ship hull structures. As a robust approach to this problem, here a very general and comprehensive analytical model for predicting the sound radiated by a vibrating plate stiffened by periodically spaced orthogonal symmetric beams subjected to a sinusoidally time varying point load is developed. The plate is assumed to be infinite in extent, and the beams are considered to exert both line force and moment reactions on it. Structural damping is included in both plate and beam materials. A space harmonic series representation of the spatial variables is used in conjunction with the Fourier transform to find the sound pressure in terms of harmonic coefficients. From this theoretical model. the sound pressure levels on axis in a semi-infinite fluid (water) bounded by the plate with the variation in the locations of an external time harmonic point force on the plate can be calculated efficiently using three numerical tools such as the Gauss-Jordan method, the LU decomposition method and the IMSL numerical package.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.65-74
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• 1993

중립축에 대하여 대칭인 보강된 적층평판의 좌굴하중을 극대화 하는 최적설계를 시도하였다. 전체 평판의 무게가 일정한 가운데 적층평판을 이루는 각기 판의 두께와 보강재의 단면을 이루는 두께와 높이를 설계변수로 취하였다. 유한요소법을 이용하여 평판의 좌굴하중이 계산되었으며 최적설계는 IMSL program routine을 사용하였다. 최적설계시 나타나는 optimality condition이 고도의 비선형 연립방정식이 되므로 이경우 여러개의 국부 최적점이 발견되었다. 보강재와 평판의 각층에서의 보강섬유의 방향을 달리하며 각자의 효율성을 연구 조사하였으며 이중($0^{\circ}Beam/0^{\circ}/90^{\circ}$)s인 경우에 사장 우수한 설계를 할수 있는것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권4호
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• pp.569-594
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• 2014

Damage detection methods based on modal analysis have been widely studied in recent years. However the calculation of mode shapes in real structures can be time consuming and often requires dedicated software programmes. In the present paper the combined application of proper orthogonal decomposition and gapped smoothing method to structural damage detection is presented. The first is used to calculate the dynamic shapes of a damaged structural element using only the time response of the system while the second is used to derive a reference baseline to which compare the data coming from the damaged structure. Experimental verification is provided for a beam case while numerical analyses are conducted on plates. The introduction of a stiffener on a plate is investigated and a method to distinguish its influence from that of a defect is presented. Results highlight that the derivatives of the proper orthogonal modes are more effective damage indices than the modes themselves and that they can be used in damage detection when only data from the damaged structure are available. Furthermore the stiffened plate case shows how the simple use of the curvature is not sufficient when analysing complex components. The combined application of the two techniques provides a possible improvement in damage detection of typical aeronautical structures.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2015년도 특별논문집
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• pp.56-62
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• 2015

In ship structure, many parts are in contact with inner or outer fluid as stern, ballast and oil tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these tanks in contact with fluid are significantly affected by fluid coupling effect. Therefore it is important to exactly predict vibration characteristics of tank structure. In order to estimate the vibration characteristics, the fluid-structure interaction(FSI) problem should be solved precisely. But it is difficult to estimate exactly the magnitude of the fluid coupling effect because it has some problems such as a fluid-structure interaction, influence by the free surface, vibration modes of structural panels and depth of water. In this paper, with fluid coupling effect, the effect of structural constraint between panels on the vibration characteristics are investigated numerically and discussed.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권10호
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• pp.825-831
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• 2007

일반적으로 선박 및 해양구조물에서 사용하고 있는 고강도 알루미늄 재료들은 일반 강재에 비해서 많은 이점들을 가지고 있다. 이러한 알루미늄 재료들은 여러 분야에 걸쳐서 폭넓게 사용되고 있으며, 특히, 초고속 선박의 선체와 갑판부에 많이 이용되어지고 있고, 교량구조물에 사용되는 박스 거더, 그리고 해양구조물의 갑판부와 선측구조에도 널리 이용되고 있다. 이러한 알루미늄 구조는 전체적인 구조부재의 중량을 감소하게 하면서 선속의 증가를 가져온다. 일반적인 강구조물의 응력-변형률 관계와 비교하여 보면, 용접가공에 의하여 발생되는 열영향부의 존재로 인하여 상당히 다르게 나타난다. 왜냐하면, 강구조물에 비해 열전도율이 높아서, 열영향부(heat affected zone, HAZ)의 영향이 크게 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 종방향 압축하중을 받는 알루미늄 보강 판넬의 최종강도 특성에 대하여, 열영향부의 범위를 변화한 유한요소해석을 통하여, 열영향부의 범위와 파굴 및 최종강도 거동의 관계에 대해서 고찰하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권3호
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• pp.271-279
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• 2007

선체구조는 기본적으로 판부재의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 판부재의 하중분담 능력 혹은 최종강도 평가는 선체구조의 합리적인 설계 및 구조의 안정성 평가에 있어서는 아주 중요하다. 또한, 선체구조를 구성하고 있는 구조요소들은 작용외력에 대하여 개별적으로 작용하지 않으며 전체적으로 연속거동을 하게 된다. 실제 선박에서의 붕괴형태 중 한가지는 종방향 굽휨에 의해서 갑판 혹은 선저부에 좌굴 및 소성붕괴이다. 그래서, 합리적인 설계에서는 이러한 급작스런 붕괴형태를 방지하기 위하여 좌굴 및 소성붕괴 거동을 파악하는 것이 아주 중요하며, 실제 선박에서는 갑판부와 선저부에서는 하중분담 능력을 증가시키기 위하여 여러개의 종보강재를 가진 보강판 구조의 설계를 하게 된다. 본 연구에서는 선체 판넬구조의 모델링 방법에 따른 최종강도 거동의 차이를 분석하여, 합리적인 모델링영역을 규명하고자 한다. 사용된 해석 모델은 실제 상선의 이중저구조에서 사용되는 판넬에서 채택하였으며 유한요소해석 모델링 시 3가지 단면형상에 대해 각각 6가지 서로 다른 해석모델을 적용하였으며, 이때 보강재의 단면형상을 변화하였다. 본 연구의 목적은 압축하중이 작용하는 선체 보강판구조에서 해석영역에 대한 좌굴 및 최종강도 거동의 특성을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.714-721
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• 2018

본 논문은 강교량 거더, 교각, 선박이나 대형 저장 시설 등 주요 구조 부재에 활용되는 곡판 및 강관을 효과적으로 보강하는 방안에 관한 것이다. 최근 연구에서 압축을 받는 평판이 종방향 보강재의 단면회전강성에 의해 국부좌굴강도가 향상되는 특징을 정량적으로 분석하였고, 폐단면리브 단면회전강성과의 상관관계를 규명한 바 있다. 본 논문에서는 곡판에 대해 이와 같은 효과를 정량적으로 검토하고자 한다. 일축압축이 재하된 경우에 폐단면리브로 보강된 두께방향으로 곡률을 가지는 곡판의 좌굴거동을 살펴보기 위해 범용 구조해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 유한요소해석 모델을 생성하였다. 이를 통해 좌굴거동에 대한 수치해석을 수행하였으며, 영향인자에 대한 변수해석적 연구를 수행하여 좌굴응력과 좌굴모드의 변동특성을 정량적으로 평가하였다. 폐단면리브 단면회전강성의 구속효과로 인한 좌굴강도 증가효과와 판의 곡률에 따른 좌굴강도 계수를 고려하여 좌굴강도를 추정하는 방법론을 이론적으로 제안하였다. 제안된 공식은 유한요소해석 결과와 비교하여 서로 유의미성이 검토되었다. 또한 평판에서와 마찬가지로 일축압축 상태에서 폐단면리브의 단면강성에의해 부여되는 양측단 회전강성의 증가로 인해 곡판의 국부좌굴강도가 이에 비례하여 증가하였고, 양측단에서 회전이 고정된 곡판의 좌굴강도에 수렴하는 경향을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.80-87
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• 2003

Tank structures in ships are in contact with various fluid. The vibration characteristics of those structures are strongly affected by the added mass due to containing fluid. It is important to predict vibration characteristics of tank structures, but it is difficult to do. That's because the interaction problem concerned with the free surface, the variation of water depth and stiffener is to be considered between the fluid and the structure. Many authors have studied vibration of rectangular tank structures containing water. Kito studied added mass effect of water in contact with thin elastic flat plates. Kim et al. studied flexural vibration of stiffened plates in contact with water. However, few researches on dynamic interaction tank walls with water are reported in the vibration of rectangular tanks recently. in the present report, the coupling effect of added mass of fluid and structural constraint between panels on each vibration mode changing breadth of elastic plate, and dynamic pressure distribution have investigated numerically and discussed.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1363-1372
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• 2018

Recently, there have been studies about the increasing effect on the local plate buckling strength of flat plates when longitudinally stiffened with closed-section ribs and an approximate solution to quantitatively estimate these effects were suggested for flat plates. Since there are few studies to utilize such increasing effect on curved panels and a proper design method is not proposed, thus, this study aims to numerically evaluate such effect due to the rotational stiffness of closed-section ribs on curved panels and to propose an approximate method for estimating the buckling strength. Three-dimensional finite element models were set up using a general structural analysis program ABAQUS and a series of parametric numerical analyses were conducted in order to examine the variation of buckling stresses along with the rotational stiffness of closed-section ribs. By using a methodology that combine the strength increment factor due to the restraining effect by closed-section ribs and the buckling coefficient of the panel curvature, the approximate solutions for the estimation of buckling strength were suggested. The validity of the proposed methods was verified through a comparative study with the numerical analysis results.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권6호
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• pp.439-446
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• 2006

선체는 기본적으로 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 상당수는 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 극한강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 실적선에서는 유공주위에 스티프너 보강을 통하여 취약한 좌굴강도 보완하고 있으며, 유공을 고려한 실선에서 사용 중인 유공보강판 모델을 적용하여 좌굴강도 및 극한강도를 파악할 필요성이 있다. 이와 같은 측면에서 각 조선소에서는 각국 선급들이 제시하는 유공판의 좌굴설계식을 사용하여 강도계산을 하고 있으나 임의의 유공크기에 대한 좌굴강도 및 극한강도 평가법을 찾기란 매우 어려운 일이다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 면내 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 극한강도 시리즈 해석을 수행하고 압축극한강도에 미치는 영향을 검토하였다.