• Wind and Structures
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• 제6권1호
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• pp.71-90
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• 2003

In recent years, high-strength, light-weight materials have been widely used in the construction of high-rise buildings. Such structures generally have flexible, low-damping characteristics. Consequently, wind-induced oscillation greatly affects the structural safety and the comfort of the building's occupants. In this research, wind tunnel experiments were carried out to study the wind-induced vibration of a building with a tuned liquid column damper (TLCD). Then, a model for predicting the aerodynamic response in the across-wind direction was generated. Finally, a computing procedure was developed for the analytical modeling of the structural oscillation in a building with a TLCD under the wind load. The model agrees substantially with the experimental results. Therefore, it may be used to accurately calculate the structural response. Results from this investigation show that the TLCD is more advantageous for reducing the across-wind vibration than the along-wind oscillation. When the across-wind aerodynamic effects are considered, the TLCD more effectively controls the aerodynamic response. Moreover, it is also more useful in suppressing the acceleration than the displacement in biaxial directions. As s result, TLCDs are effective devices for reducing the wind-induced vibration in buildings. Parametric studies have also been conducted to evaluate the effectiveness of the TLCD in suppressing the structural oscillation. This study may help engineers to more correctly predict the aerodynamic response of high-rise buildings as well as select the most appropriate TLCDs for reducing the structural vibration under the wind load. It may also improve the understanding of wind-structure interactions and wind resistant designs for high-rise buildings.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.251-258
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• 2004

This paper presents the parameter study of multiple tuned liquid damper (MTLCD) applied to the 76-story benchmark building. A parameter study involves the effects of number of TLCD, frequency range, and central tuning frequency ratio, which are important parameters of MTLCD. The performance of MTLCD is carried out numerical analysis which reflects the nonlinear property of liquid motion. The parameters of TLCD exist different each optimal values according to mass ratio. The performance of single-TLCD (STLCD) is sensitive for tuning frequency ratio. Therefore, MTLCD is proposed to protect such the shortcoming of STLCD. The result of numerical analysis presents improved performance for robustness of MTLCD

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.119-124
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• 2009

This paper proposes a tuned liquid column sloshing damper(TLCSD) and presents experimental results to evaluate its control performance. The proposed damper acts as a tuned liquid column damper(TLCD) and a tuned liquid damper(TLD), respectively, in both principal axes of building structures. Shaking table test was performed to grasp its dynamic characteristics. Testing results showed that under inclined incident excitations, a TLCSD used in this study have dynamic characteristics coupled by both TLCD and TLD.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권1호
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• pp.117-138
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• 2016

In this paper a different formulation for the response of structural systems controlled by Tuned Liquid Column Damper (TLCD) devices is developed, based on the mathematical tool of fractional calculus. Although the increasing use of these devices for structural vibration control, it has been demonstrated that existing model may lead to inaccurate prediction of liquid motion, thus reflecting in a possible imprecise description of the structural response. For this reason the recently proposed fractional formulation introduced to model liquid displacements in TLCD devices, is here extended to deal with TLCD controlled structures under base excitations. As demonstrated through an extensive experimental analysis, the proposed model can accurately capture structural responses both in time and in frequency domain. Further, the proposed fractional formulation is linear, hence making identification of the involved parameters extremely easier.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.795-805
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• 2006

Tuned Liquid damper and Tuned Liquid Column are kind of passive mechanical damper which relies on the sloshing of liquid in a rigid tank for suppressing structural vibrations. TLD and TLCD are attributable to several potential advantages - low costs ; easy to install in existing structures : effective even for small-amplitude vibrations. In this paper, the shaking table experiments were conducted to investigate the characteristics of water sloshing motion in TLD (rectangular, circular) and TLCD. The parameter obtained from the experiments were wave height, base shear force and energy dissipation. The shaking table experiments show that the liquid sloshing relies on amplitude of shaking table and frequency of tank. The TLCD was more effective control vibration than TLD.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.513-519
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• 2016

본 논문에서는 기존 파고 측정 센서의 한계를 극복하기 위하여 레이저 장비 중 LDV를 이용하여 동조액체기둥감쇠기 안의 액체의 파고를 측정하는 방법을 제안하고 검증하였다. 비접촉 센서의 장점과 LDV가 속도와 변위를 측정하는 원리를 기술하였고 대상 물체가 액체인 경우에 요구되는 사항들에 대하여 실험적으로 파악하였다. 투명한 액체는 레이저 광선을 대부분 투과시켜 LDV에 되돌아오는 광량이 부족해 측정이 불가능함을 확인하였고 이를 증가시키기 위해 염료를 혼합하였다. 이때, 염료의 색에 따라 광량에 차이가 발생함을 확인하여 LDV에 사용된 레이저 광선의 파장과 연관된 결과를 도출하였다. 염료를 혼합한 후 광량이 충분한 경우에도 발생하는 데이터의 오차를 제거하기 위해 염료의 농도를 변화시키며 그에 따른 데이터의 정확도를 파악하였다. 결과적으로 모든 가시광선의 빛을 반사시키는 흰색의 염료를 충분한 농도로 혼합하였을 때 LDV를 이용한 TLCD의 파고 측정의 실험적인 결과가 용량식 파고계와 일치함을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.465-470
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• 2007

In this paper, a two-way tuned liquid mass damper(TLMD) using a tuned liquid column damper(TLCD) and a rubber-bearing-type tuned mass damper(TMD) was manufactured for controlling two-way direction acceleration responses of a high-rise building structure. The proposed controlling device behaves as a tuned liquid column damper in one direction and as a tuned mass damper in the other direction. In this study, Performance evaluation of the downscaled model is conducted. The results show that the two-way controllability is behaved independently each other and realscale TLMD applicable to the high-rise building can be designed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권1호
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• pp.1-20
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• 2008

The dynamic characteristics of the passive, semi-active, and active tuned-liquidcolumn dampers (or TLCDs) are studied in this paper. The design of the latter two are based on the first one. A water-head difference (or simply named as water head in this paper) of a passive TLCD is pre-set to form the so-called semi-active one in this paper. The pre-set of water head is released at a proper time instant during an earthquake excitation in order to enhance the vibration reduction of a structure. Two propellers are installed along a shaft inside and at the center of a passive TLCD to form an active one. These two propellers are driven by a servo-motor controlled by a computer to provide the control force. The seismic responses of a five-story shear building with a passive, semiactive, and active TLCDs are computed for demonstration and discussion. The responses of this building with a tuned mass damper (or TMD) are also included for comparison. The small-scale shaking-table experiments of a pendulum-like system with a passive or active TLCD to harmonic and seismic excitations are conducted for verification.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.388-391
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• 2010

본 논문에서는 풍하중을 받는 구조물의 응답을 보다 적극적으로 저감시킴으로써 구조물의 안정성과 사용성을 개선하기위한 능동제어 알고리즘을 송도 자유무역 지구에 건설중인 포스코건설 사옥에 수치해석을 통해 적용하여 그 효과를 검증하였다. 수치해석에 의한 시뮬레이션 결과를 보면 최대 제어력이 제한이 된 비선형 제어기가 LQR 제어기와 등등한 제어효과를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 제어력의 측면에서 본다면 비선형 제어기법이 더욱 유리한 것을 알 수 있다. 또한, 본 연구에서는 구조물과 질량형 제진장치의 상호작용을 고려하여 통합적으로 제진효과를 해석하고, 이를 바탕으로 제진장치를 설계할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 구조물의 모드정보에 기초한 축소모델을 구축하고 제진장치의 설계 및 제진성능 평가를 수행하고 사용성을 평가하게 된다. 전체 소프트웨어는 질량형 제진장치의 설계프로그램과 질량형 제진장치의 종류별 대안설계결과를 등가감쇠비로 표현하여 비교평가하는 두 개의 모듈로 이루어져 있으며 전자는 비제어구조물 해석 모듈 및 TMD, TLD, TLCD, AMD를 대상으로 해석 및 설계를 수행하는 총 5개의 하부 모듈로 구성된다. 본 소프트웨어를 현재 TLCD가 설치되어 있는 인천 송도 국제업무지구의 주상복합건물에 적용하여 TMD, TLD, TLCD, AMD의 대안설계를 실시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.778-782
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• 2010

본 논문에서는 TLD와 TLCD를 사용한 하나의 액체 감쇠기를 이용하여 건물의 양방향 응답 제어를 연구하였다. 초고층 건물이 풍하중을 받을때는 풍방향과 풍직각방향으로 진동하여 두 개의 댐퍼를 필요로 한다. 이 논문에서 제안된 댐퍼는 건물의 양방향 응답을 하나의 감쇠기로 제어할 수 있다는 장점이 있다. 이 댐퍼의 TLCD는 건물의 주축방향으로 TLD는 주축으로 직각되는 다른 방향으로 거동을 하게 된다. 실험을 통해 양방향 감쇠기를 사용하여 건물의 양방향 응답제어를 증명하였다. 첫 번째로 양방향 감쇠기에 의한 건물의 응답제어를 알기 위한 진동대 실험을 실시하였다. 진동대 가속도를 입력으로 하고 단자유도 건물의 가속도를 출력으로 하는 전달함수를 통해 결과를 나타내었다. 실험 결과 이 연구에서 제안된 감쇠기는 단자유도 건물의 양방향 응답을 제어하였고, 비틀림 응답도 제어 하였다.