• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권9호
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• pp.5-12
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• 2018

연동비닐하우스의 기초는 주로 수직하중을 고려하여 소형의 얕은 콘크리트 기초로 설계 시공된다. 그러나 최근 강풍과 같은 이상기후로 인하여 기초에 설계 강도 이상의 수평하중 및 인발하중이 작용하여 온실기초의 안전성 문제를 야기하고 있다. 비닐하우스 기초의 안전성을 합리적으로 평가하기 위해 지반-기초의 상호작용에 의해 발현되는 회전 및 인발강성을 평가하여야 하며 이는 상부 구조재의 안전성에도 영향을 미치는 요소가 된다. 본 연구에서는 내재해형 연동비닐하우스 규격 기초를 형상에 따라 분류하여 3개의 대표 기초 유형을 선정하고, 기초 유형별 수평하중 가력실험 및 이론 해석을 수행하였다. 실험 및 해석의 비교 분석 결과, 기초-지반 접촉면의 성질과 지반의 역학적 성질이 동일할 경우 기초는 지반과의 접촉면적비에 따라 회전저항성능에 차이를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.443-444
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• 2011

This paper discusses a model order reduction for large order rotor dynamics systems results from the finite element discretization. Typical rotor systems consist of a rotor, built-on parts, and a support system, and require prudent consideration in their dynamic analysis models because they include unsymmetric stiffness, localized nonproportional damping and frequency dependent gyroscopic effects. When the finite element model has a very large number of degrees of freedom because of complex geometry, repeated dynamic analyses to investigate the critical speeds, stability, and unbalanced response are computationally very expensive to finish within a practical design cycle. In this paper, the Krylov-based model order reduction via moment matching significantly speeds up the dynamic analyses necessary to check eigenvalues and critical speeds of a Nelson-Vaugh rotor system. With this approach the dynamic simulation is efficiently repeated via a reduced system by changing a running rotational speed because it can be preserved as a parameter in the process of model reduction. The Campbell diagram by the reduced system shows very good agreement with that of the original system. A 3-D finite element model of the Nelson-Vaugh rotor system is taken as a numerical example to demonstrate the advantages of this model reduction for rotor dynamic simulation.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권1호
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• pp.19-36
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• 2014

This paper focuses on a model order reduction (MOR) for large-scale rotordynamic systems by using finite element discretization. Typical rotor-bearing systems consist of a rotor, built-on parts, and a support system. These systems require careful consideration in their dynamic analysis modeling because they include unsymmetrical stiffness, localized nonproportional damping, and frequency-dependent gyroscopic effects. Because of this complex geometry, the finite element model under consideration may have a very large number of degrees of freedom. Thus, the repeated dynamic analyses used to investigate the critical speeds, stability, and unbalanced response are computationally very expensive to complete within a practical design cycle. In this study, we demonstrate that a Krylov subspace-based MOR via moment matching significantly speeds up the rotordynamic analyses needed to check the whirling frequencies and critical speeds of large rotor systems. This approach is very efficient, because it is possible to repeat the dynamic simulation with the help of a reduced system by changing the operating rotational speed, which can be preserved as a parameter in the process of model reduction. Two examples of rotordynamic systems show that the suggested MOR provides a significant reduction in computational cost for a Campbell diagram analysis, while maintaining accuracy comparable to that of the original systems.

• 풍력에너지저널
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• 제9권4호
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• pp.57-64
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• 2018

To maximize power generation and reduce the construction cost of a commercial utility-grade wind turbine, the size of the wind turbine should be large. The initial design of the 12 MW University of Ulsan(UOU) Floating Offshore Wind Turbine(FOWT) was carried out based on the 5 MW National Renewable Energy Laboratory(NREL) offshore wind turbine model. The existing 5 MW NREL offshore wind turbines have been expanded to 12 MW UOU FOWT using the geometric law of similarity and then redesigned for each factor. The resonance of the tower is the most important dynamic responses of a wind turbine, and it should be designed by avoiding resonance due to cyclic load during turbine operations. The natural frequency of the tower needs to avoid being within the frequency range corresponding to the rotational speed of the blades, 1P, and the blade passing frequency, 3P. To avoid resonance, vibration can be reduced by modifying the stiffness or mass. The direct expansion of the 5 MW wind turbine support structure caused a resonance problem with the tower of the 12 MW FOWT and the tower length and diameter was adjusted to avoid a match of the first natural frequency and 3P excitation of the tower.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권3호
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• pp.179-193
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• 2017

Dynamic response analysis of offshore triceratops with stiffened buoyant legs under impact and non-impact waves is presented. Triceratops is relatively new-generation complaint platform being explored in the recent past for its suitability in ultra-deep waters. Buoyant legs support the deck through ball joints, which partially isolate the deck by not transferring rotation from legs to the deck. Buoyant legs are interconnected using equally spaced stiffeners, inducing more integral action in dispersing the encountered wave loads. Two typical nonlinear waves under very high sea state are used to simulate impact and non-impact waves. Parameters of JONSWAP spectrum are chosen to produce waves with high vertical and horizontal asymmetries. Impact waves are simulated by steep, front asymmetric waves while non-impact waves are simulated using Stokes nonlinear irregular waves. Based on the numerical analyses presented, it is seen that the platform experiences both steady state (springing) and transient response (ringing) of high amplitudes. Response of the deck shows significant reduction in rotational degrees-of-freedom due to isolation offered by ball joints. Weak-asymmetric waves, resulting in non-impact waves cause steady state response. Beat phenomenon is noticed in almost all degrees-of-freedom but values in sway, roll and yaw are considerably low as angle of incidence is zero degrees. Impact waves cause response in higher frequencies; bursting nature of pitch response is a clear manifestation of the effect of impact waves on buoyant legs. Non-impact waves cause response similar to that of a beating phenomenon in all active degrees-of-freedom, which otherwise would not be present under normal loading. Power spectral density plots show energy content of response for a wide bandwidth of frequencies, indicating an alarming behaviour apart from being highly nonlinear. Heave, being one of the stiff degrees-of-freedom is triggered under non-impact waves, which resulted in tether tension variation under non-impact waves as well. Reduced deck response aids functional requirements of triceratops even under impact and non-impact waves. Stiffened group of buoyant legs enable a monolithic behaviour, enhancing stiffness in vertical plane.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.75-86
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• 1999

지진하중에 의한 상부구조의 낙교는 최근 발생된 지진등에서 알수 있듯이 교각파되와 더불어 교량의 전체적인 붕괴를 유발하는 주요한 원인 것으로 나타났으며 또한 충돌현상은 이러한 낙교를 발생시키는 주된요인인 것으로 밝혀졌다. 따라서 본 연구에서는 이러한 충돌현상을 비롯한 교량의 교축방향거동에 영향을 미치는 인자 즉 교각의 비선형성 기초의회전 및 병진운동 교대의 작용 등을 고려하고 최근 낙교방지대책으로 널리 적용되고 있는 restrainer로 보강된 교량시스템의 거동을 해석할 수 있는 모형을 개발하였다 개발된 해석모형을 바탕으로 다양한 지진하중에 의한 교량시스템의 교축방향 거동특성과 restrainer의 보강효과를 분석하였으며 restrainer의 여유길이와 강성변화에 따른 인접 진동계간의 응답특성을 분석하였다 restrainer의 보강효과를 분석하였으며 restrainer의 여유길이와 강성변화에 따른 인접진동계간의 응답특성을 분석하였다. restrainer로 보강된 교량시스템의 충돌에 따른 응답특성을 살펴본 결과 응답의 크기뿐만아니라 응답의 이력자체가 상이한 거동특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 또한 restrainer의 보강에 따른 변위억제효과는 중진의 경우 restrainer의 여유길이 짧을수록 restrainer의 강성이 클수록 뛰어난 것으로 나타났으나 강진에서는 restrainer의 파단에 대한 대책을 함께 고려하여야 할 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.51-58
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• 2008

사장 케이블은 휨강성이 미소하여 휨변형에 관한 고유감쇠비가 매우 작다. 따라서 케이블 부재는 다른 구조부재보다 진동발생 가능성이 훨씬 높게 된다. 사장 케이블의 진동은 우수와 기류에 기인된 것과 지점운동에 기인된 것으로 대별된다. 특별히 보강형과 사장 케이블의 고유진동수 대역이 일치되는 경우를 제외하고 대부분은 우수와 기류에 기인된 진동이 발생된다. 이런 현상은 와류진동, 풍우진동, 갤로핑을 발생시키며 사장 케이블의 사용성과 내구성을 저하시킨다. 이에 대한 제어방안으로 추가감쇠비 부여(댐퍼도입)는 보편적이고 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 국내는 케이블 지지교량이 활발하게 설계되고 시공됨에도 불구하고 주요 부재인 케이블의 동적설계에 관한 지침개발이 미진한 상황이다. 따라서 케이블 댐퍼도입에 관한 지침개발이 시급하다. 본 연구는 사장 케이블의 진동현상 중 댐퍼도입으로 효과적인 제어설계가 가능한 와류진동, 풍우진동, 갤로핑의 전체감쇠비 평가방법을 전개하여 풍현상에 따른 요구감쇠비 하한을 제시하고, 설치위치에 따른 유효계수가 고려된 추가감쇠비 상한과 최소설치위치를 제시하여 댐퍼도입에 의한 일관되고 체계적인 사장 케이블 제진설계 지침을 제안하고자 한다.