• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.794-801
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• 2012

유한요소법은 구조물의 정적해석과 동적해석의 강력한 도구로 이용되고 있다. 정적인 해석에 있어서는 상당히 정확도가 높지만 진동해석에서는 여전히 정확성이 떨어진다. 주파수응답함수(FRF)는 저주파 영역에서는 비교적 쉽게 맞출 수 있으나 고주파 영역으로 가면 실제 구조물이 나타내는 현상과는 차이가 커지고, 감쇠의 해석적 발견의 어려움으로 인하여 진동 진폭을 예측하기 어렵다. 따라서 구조물의 형상에 따라 유한요소법을 적절히 수정하여서 적용할 필요가 있다. 여기에서는 평판에 대하여 유한요소 해석을 하고, 실험을 통하여 결과를 비교하고, 차이를 보정하는 방법을 제시하고자 한다. 전혀 가공하지 않은 평판의 데이터를 그대로 이용할 경우 같은 구조물의 해석 결과인지 의심스러울 정도이지만, 영계수만의 조정으로도 상당히 근접한 해석 결과를 보인다. 그러나 이 역시 한계가 있어서 유전알고리즘을 이용한 모델의 치수의 조정과 감쇠계수의 추정을 통하여 거의 완벽한 모델을 제안할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제15권5호
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• pp.99-106
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• 1996

컴프레서의 소음은 냉장고로부터 발생하는 전체 소음레벨중 높은 기여를 나타낸다. 그리고, 컴프레서로부터 방사되는 소음의 상당부분이 컴프레서 쉘의 진동에 의해 방사되는 소음이다. 본 연구에서는 컴프레서 쉘의 동특성을 규명하기 위하여 범용 구조해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 이용하여 컴프레서 쉘을 여러 분계로 분리하여 해석한 뒤, 부분구조 합성법을 이용하여 전계의 동특성을 규명하였다. 그리고 각 분계의 변형 에너지와 운동에너지를 산정하여 각 분계가 전계에 기여하는 정도를 파악하였다. 컴프레서 소음에 가장 높은 영향을 미치는 1차모드를 고주파로 이동시키기 위하여, 1차 모드에 기여가 높은 분계의 질량과 강성을 변경하여 컴프레서 쉘의 동특성 개선 방향을 제시하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.37-44
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• 2018

To understand the dynamic characteristics of the vessel with hydroelastic response, it is very important to estimate the dynamic modal parameters such as mode shapes, natural frequency, and damping ratio. These dynamic modal parameters of full scale ship are a priori unknowns, hence to be estimated directly based upon the full scale measurement data. In this paper, dynamic modal parameters were extracted by signal processing of acceleration and strain data measured from a large container ship whose loading capacity is 9400TEU. The mode shapes of the vibrating hull were identified using the proper orthogonal decomposition and the vibration response of hull was decomposed into its modal magnitudes. Natural frequencies of specific modes were derived via Fourier transform of these modal magnitude. Also, the free decay signal of the vibrating hull was obtained through the random decrement technique and the damping ratio was estimated with accuracy.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.29-36
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• 2006

촉감 제시 방법은 다른 사람에게 방해를 주지 않고 은밀하게 정보를 전달할 수 있는 장점이 있으며, 특히 시각 혹은 청각 장애인에게는 반드시 필요한 정보 전달의 수단이다. 또한 촉감을 이용한 정보의 전달은 시각 또는 청각을 이용한 정보전달의 방법을 보완하거나 때로는 대체할 수도 있다. 본 논문에서는 웨어러블, 모바일, 또는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용할 수 있는 착용 가능한 진동촉감 제시 장치를 제안한다. 이 진동촉감 제시 장치는 25개의 진동모터를 $5{\times}5$의 형태로 배열하여 문자, 숫자뿐만 아니라 다양하고 복잡한 패턴을 표시할 수 있다. 코인형 진동모터 각각을 스펀지로 감싸고 푹신푹신한 재질의 패드에 세워서 배열하여 진동의 퍼짐을 최소화하고 사람의 글씨 쓰는 순서에 따라 진동모터를 순차적으로 구동시키는 새로운 추적모드를 제안하여 사용자의 문자 및 숫자 인식률을 크게 향상시켰다. 사용자 성능 평가에서는 사용자의 발등에 영문 알파벳을 표시하여 86.7%의 인식률을 얻었으며 주행 또는 주차 중인 운전자에게 방향 정보를 제시한 실험에서도 83.9%의 정답률을 확인하였다. 또한 진동촉감 제시장치를 이용하여 휴대폰에서의 발신자 정보표시를 한다거나 네비게이션 시스템에 적용할 수 있는 등의 유용한 응용분야를 제시하였다.

• 전기학회논문지
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• 제66권4호
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• pp.629-635
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• 2017

Free-Flooded Ring (FFR) transducer array for use in Sonar system can be driven with large amplitude in a wide frequency band due to its structural characteristics, in which two resonances of a ring mode (1st radial mode) and an inner cavity vibration mode occur in a low frequency band. Since its sound wave generation characteristics are not influenced by the water pressure, the FFR transducer array is widely used in the deep sea. So FFR has been recognized as a low-frequency active sound source and has received much attention ever since. In order to utilize the FFR transducer array for SONAR systems in military and industrial applications, its equivalent electric circuit model is necessary especially to design the matching circuit between the driving power amplifier and the FFR transducer array. Thus this paper proposes the equivalent electric circuit model of FFR transducer array by using measured values of parameter, and suggest the improved method of parameter identification. Finally it verifies the effectiveness of the proposed circuit model of FFR transducer array by experimental measurements.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권6호
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• pp.943-966
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• 2016

Recently, magnetorheological elastomer (MRE) material and its devices have been developed and attracted a good deal of attention for their potentials in vibration control. Among them, a highly adaptive base isolator based on MRE was designed, fabricated and tested for real-time adaptive control of base isolated structures against a suite of earthquakes. To perfectly take advantage of this new device, an accurate and robust model should be built to characterize its nonlinearity and hysteresis for its application in structural control. This paper first proposes a novel hysteresis model, in which a nonlinear hyperbolic sine function spring is used to portray the strain stiffening phenomenon and a Voigt component is incorporated in parallel to describe the solid-material behaviours. Then the fruit fly optimization algorithm (FFOA) is employed for model parameter identification using testing data of shear force, displacement and velocity obtained from different loading conditions. The relationships between model parameters and applied current are also explored to obtain a current-dependent generalized model for the control application. Based on the proposed model of MRE base isolator, a second-order sliding mode controller is designed and applied to the device to provide a real-time feedback control of smart structures. The performance of the proposed technique is evaluated in simulation through utilizing a three-storey benchmark building model under four benchmark earthquake excitations. The results verify the effectiveness of the proposed current-dependent model and corresponding controller for semi-active control of MRE base isolator incorporated smart structures.

• Smart Structures and Systems
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• 제21권5호
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• pp.705-713
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• 2018

High-speed rail (HSR) has been in operation and development in many countries worldwide. The explosive growth of HSR has posed great challenges for operation safety and ride comfort. Among various technological demands on high-speed trains, vibration is an inevitable problem caused by rail/wheel imperfections, vehicle dynamics, and aerodynamic instability. Ride comfort is a key factor in evaluating the operational performance of high-speed trains. In this study, online monitoring data have been acquired from an in-service high-speed train for condition assessment. The measured dynamic response signals at the floor level of a train cabin are processed by the Sperling operator, in which the ride comfort index sequence is used to identify the train's operation condition. In addition, a novel technique that incorporates salient features of Bayesian inference and time series analysis is proposed for outlier detection and change detection. The Bayesian forecasting approach enables the prediction of conditional probabilities. By integrating the Bayesian forecasting approach with time series analysis, one-step forecasting probability density functions (PDFs) can be obtained before proceeding to the next observation. The change detection is conducted by comparing the current model and the alternative model (whose mean value is shifted by a prescribed offset) to determine which one can well fit the actual observation. When the comparison results indicate that the alternative model performs better, then a potential change is detected. If the current observation is a potential outlier or change, Bayes factor and cumulative Bayes factor are derived for further identification. A significant change, if identified, implies that there is a great alteration in the train operation performance due to defects. In this study, two illustrative cases are provided to demonstrate the performance of the proposed method for condition assessment of high-speed trains.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권3호
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• pp.215-221
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• 2008

구조물의 대표적 동적특성인 고유진동수 및 모드형상은 손상평가, 구조계추정기법 등과 결합한 구조건전성 평가분야에서 매우 중요한 기초 자료로 활용되고 있다. 그러나 해양구조물이나 대경간 교량과 같은 대형 구조물의 경우 진동원을 정확히 계측하기 힘들기 때문에 소규모의 구조물에 많이 쓰이는 기존의 모달 테스트 기법으로는 구조물의 진동특성을 구할 수 없다. 본 논문에서는 경간이 긴 대형 트러스 구조물을 대상으로 가속도 응답만으로 고유진동수 및 모드형상을 추출할 수 있는 방법을 연구하였다. 트러스 구조물의 수치해석 모델을 이용하여 가속도 응답 및 주파수 응답함수의 생성과정, 모드분석을 통한 고유진동수 및 모드형상 추출과정을 상세히 설명하였다. 제안한 방법으로 얻은 모드형상은 고유치 해석으로부터 계산된 모드형상과 비교하여 정확성을 검증하였으며, 모의 손상을 통한 손상평가기법에 적용하여 타당성을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.761-771
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• 2008

열차운행주파수가 철도교의 고유진동수와 일치하면, 철도교의 공진은 피할 수 없다. 또한, 열차가 교량을 매우 빠르게 통과하면, 계측 가능한 시간응답의 샘플 수는 매우 적다. 본 논문은 그러한 경우에 대하여 철도 교량의 동특성을 매우 효과적으로 추출할 수 있는 TDD기법과 SI기법을 소개한다. 열차통과 직후에 교량의 자유진동 시간응답구간의 상호상관을 이용하여 모드형상은 TDD기법으로 추출하고, 고유진동수 및 감쇠비 등의 시간변수들은 SI기법으로 추출한다. 경부고속철도 시스템에 위치한 2경간 강합성교량의 동특성 추출실험을 통하여 TDD기법과 SI기법의 현장 적용성이 검토되었다. 동특성 추정결과는 기존의 ERADC기법의 결과와 비교 검토되었다. 추정결과는 기존의 방법을 이용하여 획득된 결과와 매우 잘 일치한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.395-404
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• 2000

강제진동을 가한 구조물의 제한된 위치에서 측정한 가속도를 사용하여 손상을 확인하고 평가하는 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬에서는 선형적 구속-비선형 최적화에 의해 최적의 구조변수를 구하여 구조물을 인식하는 시간영역-시스템 인식기법을 사용하였다. 동적운동방정식의 오차를 최소화하도록 최적의 변수를 추정하였으며, 제한된 위치에서 측정된 가속도 자료를 이용하여 손상된 부재를 찾기 위하여 적합적 변수모음법을 적용하였다. 손상은 측정된 가속도의 시간이력에 시간창의 개념을 적용하여 통계적으로 평가하였다. 가속도가 측정된 자유도에서의 변위와 속도는 측정된 가속도를 적분하여 계산하였으며, 미측정 자유도에서는 변위를 추가의 미지변수로 추정하고, 속도와 가속도는 추정된 변위의 차분에 의해 수치적으로 계산하였다. 개발된 알고리듬의 효율성을 검증하기 위하여 트러스에 대한 수치모의실험을 실시하였다. 손상지수의 한계치를 정하고 각 부재에서의 손상가능도를 계산하기 위하여 자료교란법을 적용하였다.