• 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.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.144-154
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• 2020

연구목적: 본 논문은 밸브의 누수 상태를 확인하기 위한 모니터링 시스템을 위하여 개발된 스마트 볼트의 적용성에 대한 기초 연구이다. 연구방법: 스마트 볼트에 내장된 변형률 센서와 가속도 센서를 이용하여 모의 누수 탐지 실험을 실시하였다. 연구결과: 스마트 볼트는 볼트 조임토크 기준에 부합하였으며 허용인장응력 범위 내에서 거동을 하여 상수도 체결부 적용에 부합되는 것으로 나타났다. 그리고 모의 누수 실험결과 밸브 누수 지점에선 60Hz 대역의 누수 신호가 탐지 되었으며, 메인관 누수에서는 상대적으로 고주파수 대역의 누수 신호도 탐지되었다. 결론: 모의 배관이 구속되지 않은 상태에서 전체적으로 연성진동이 이뤄진 것으로 보인다. 스마트 볼트를 통해 밸브 누수 신호의 감지에 대한 가능성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권7호
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• pp.43-50
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• 2004

변형률과 파손선호를 동시에 계측하기 위하여 이중복조기를 갖는 광섬유 브래그 격자 센서시스템을 제안하였다. 이중복조기는 가변 패브리-페로 필터를 사용하여 변형률과 같이 변화가 큰 저주파신호를 측정하는 복조기와 수동 마흐 -젠더 간섭계를 사용하여 충격이나 파손신호와 같이 미세한 크기의 고주파 신호를 측정하는 복조기로 구성된다. 제안된 광섬유 브래그 격자 센서시스템을 이용하여 인장하중을 받는 직교적층 복합재 구조물의 변형률과 파손신호를 동시에 계측할 수 있었다. 하나의 광섬유 브래그 격자 센서로 측정한 변형률과 파손신호를 분석한 결과, 복합재 시편의 90도 층에서 기지 균열이 발생할 때 급격한 변형률 변이가 유발되고, 최대 수백 킬로헤르츠에 이르는 주파수 성분을 가진 진동신 호가 발생함을 알 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권3호
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• pp.665-682
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• 2015

Structural identification or St-Id is 'the parametric correlation of structural response characteristics predicted by a mathematical model with analogous characteristics derived from experimental measurements'. This paper describes a St-Id exercise on Humber Bridge that adopted a novel two-stage approach to first calibrate and then validate a mathematical model. This model was then used to predict effects of wind and temperature loads on global static deformation that would be practically impossible to observe. The first stage of the process was an ambient vibration survey in 2008 that used operational modal analysis to estimate a set of modes classified as vertical, torsional or lateral. In the more recent second stage a finite element model (FEM) was developed with an appropriate level of refinement to provide a corresponding set of modal properties. A series of manual adjustments to modal parameters such as cable tension and bearing stiffness resulted in a FEM that produced excellent correspondence for vertical and torsional modes, along with correspondence for the lower frequency lateral modes. In the third stage traffic, wind and temperature data along with deformation measurements from a sparse structural health monitoring system installed in 2011 were compared with equivalent predictions from the partially validated FEM. The match of static response between FEM and SHM data proved good enough for the FEM to be used to predict the un-measurable global deformed shape of the bridge due to vehicle and temperature effects but the FEM had limited capability to reproduce static effects of wind. In addition the FEM was used to show internal forces due to a heavy vehicle to to estimate the worst-case bearing movements under extreme combinations of wind, traffic and temperature loads. The paper shows that in this case, but with limitations, such a two-stage FEM calibration/validation process can be an effective tool for performance prognosis.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권2호
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• pp.84-90
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• 2016

신규 센서의 성능과 노후화된 센서의 성능 평가를 하는 것은 지진 감시 및 지진연구에 있어서 매우 중요하다고 할 수 있다. 특히 센서 주파수 응답은 지진자료의 보정을 위해서 필수적으로 사용되고 있다. 이 연구에서는 주파수 스펙트럼비를 이용한 지진 기록계의 보정 방법과 시간영역 대역통과필터(bandpass filter)와 힐버트(Hilbert) 변환을 이용한 지진계 주파수 응답을 계산하는 방법을 제시하고자 하였다. 실내 진동대 실험에서 가속도 센서(CMG-5T 1g, 2g 센서)를 설치하고 제안된 방법으로 센서 주파수 응답스펙트럼을 구하였을 때 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 또한 2011년 도호쿠 대지진에 대하여 서울대학교 관측소(SNU)의 STS-2와 ES-T에서 얻어진 자료에 대하여 제안된 방법을 적용한 결과 STS-2 광대역 센서의 저주파수 대역에 대한 주파수 응답을 얻을 수 있었다. 대역통과필터와 힐버트 변환 방법을 이용할 경우, 주파수 스펙트럼비를 이용한 방법보다 신호대 잡음이 낮은 부분에서도 명확한 주파수 응답스펙트럼을 보여주었다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권1호
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• pp.76-84
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• 2013

압저항 효과(piezoresistive effect)는 가해진 외부 압력이나 힘에 의해 전기적 저항이 변하는 것을 말한다. 이러한 압저항 효과는 압력, 진동, 가속 등을 탐지하는 센서에 많이 이용되고 있다. 압저항 효과를 갖는 재료가 많지만 그 중에서도 특히, 전도성 충전제를 첨가한 고무 복합체는 충전제의 종류, 입자 크기, 입자 모양, 입자 종횡비(aspect ratio), 그리고 입자의 양 등을 조절하여 다양한 압력 범위에서의 압저항 효과를 발현할 수 있고, 고무를 기질로 사용함으로써 복합체에 탄성과 유연성을 줄 수 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 압저항 효과의 기본원리 및 다양한 고무 복합체의 압저항 효과에 대해 알아본다.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권3_4호
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• pp.363-379
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• 2013

Dynamic displacement of structures is an important index for in-service structural condition and behavior assessment, but accurate measurement of structural displacement for large-scale civil structures such as long-span bridges still remains as a challenging task. In this paper, a vision-based dynamic displacement measurement system with the use of digital image processing technology is developed, which is featured by its distinctive characteristics in non-contact, long-distance, and high-precision structural displacement measurement. The hardware of this system is mainly composed of a high-resolution industrial CCD (charge-coupled-device) digital camera and an extended-range zoom lens. Through continuously tracing and identifying a target on the structure, the structural displacement is derived through cross-correlation analysis between the predefined pattern and the captured digital images with the aid of a pattern matching algorithm. To validate the developed system, MTS tests of sinusoidal motions under different vibration frequencies and amplitudes and shaking table tests with different excitations (the El-Centro earthquake wave and a sinusoidal motion) are carried out. Additionally, in-situ verification experiments are performed to measure the mid-span vertical displacement of the suspension Tsing Ma Bridge in the operational condition and the cable-stayed Stonecutters Bridge during loading tests. The obtained results show that the developed system exhibits an excellent capability in real-time measurement of structural displacement and can serve as a good complement to the traditional sensors.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.5980-5987
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• 2014

디젤엔진의 사용은 루돌프 디젤에 의하여 발명된 이후 산업의 발달을 이끌어가는 중추적인 역할을 하고 있다. 2013년 기준으로 국내의 디젤엔진의 차량은 7,395,739대이다. 디젤엔진에서의 인젝터는 엔진의 구동에 직접적인 역활을 수행하기 때문에 성능향상에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구는 운행 중인 디젤차량의 매연의 농도와 인젝터 클리닝 전 후의 관계를 비교분석하기 위하여 인젝터 클리닝 전 후의 매연의 농도를 KD147 모드("운행차 수시점검 및 정기검사의 배출허용기준")로 측정하여 인젝터 클리닝이 매연 저감에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 실험결과 인젝터 클리닝 후의 매연의 농도가 20% 이상 감소하는 것을 확인하였으며 매연의 농도의 감소율은 매연의 발생량이 클수록 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.106.1-106.1
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• 2013

When strong static magnetic field is applied to the TMP, it is expected that the presence of the magnetic field might retard the velocity of the blades which results in the change of the pumping speed of the TMP. However, such effect of the magnetic field on the TMP has not been well characterized. Thus, under the strong magnetic field, monitoring pumping speed as well as generated heat, pressure, and vibration of the TMP may be an important issue to understand the magnetic field tolerance of the TMP and the development of magnetic shielding technique for the key components of the pump. For this purpose, magnetic field generation system to the vertical direction by a circular current source was firstly designed and suggested [K. Baik et al., 44th Annual Conf. KVS, 22(1), 153, (2012)]. In the current study, another magnetic field generation systems are presented to apply the magnetic field to the horizontal and radial directions by the rectangular current sources and the permanent magnets respectively. Such systems were made to generate at least 50 Gauss of magnetic field along the vertical direction and at least 25 Gauss of magnetic field along the horizontal or radial direction. Current study introduces the evaluation system of the magnetic field along the vertical, horizontal, and radial directions and presents the measured experimental results of the magnetic field when such systems are combined with the equipment where TMP will be installed.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1478-1485
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• 2007

본 논문에서는 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP 센서인터페이스 회로 보드를 포함하는 기상계측 시스템을 제안한다. 이 DSP 시스템은 풍향풍속모듈, 대기압센서, 대기 온도 센서의 정보를 받아들이고, 빠르게 처리하여 PC 모니터링 시스템에 전달한다. 특히 풍향 풍속 모듈과 DSP 하드웨어는 직접 설계하여 적용한다. 풍향 풍속 모듈은 바람에 관한 벡터적 정보를 얻기 위해 4개의 박막형 RTD(Resistive Temperature Detectors) 저항센서를 히팅 코일에 의해 일정하게 가열된 원기둥 모양의 지지 표면에 벡터적으로 배치하는 구조를 채택한다. 이 구조를 채택한 계측 모듈은 진동, 습기, 부식 등에 강인하면서 정확한 계측을 가능케 한다. 센서 신호처리 회로는 TI사의 고속 DSP인 TMS320F2812 사용한다. 적용된 풍향 풍속 모듈을 통해 얻어진 데이터와 DSP 인터페이스 회로보드의 빠른 데이터 처리를 통해 저렴한 기상계측시스템을 구성 할 수 있었다.