• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.29-37
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• 2011

The modal characteristics of a compressor wheel of an automotive turbocharger have been investigated using an experimental method based on an acoustic frequency response function, p/f(${\omega}$), where p is sound pressure radiated from a structure, and f is impact force. First, a well-defined annular disc with narrow radial slots was examined to check whether the vibro-acoustic test could precisely determine natural quencies and vibration modes of structures showing that the vibro-acoustic test proposed in this paper was comparable to the conventional modal test with an accelerometer and the numerical analysis. The conventional method has been found to be inappropriate for compressor wheel because of additional mass due to the accelerometer and additional damping from the accelerometer cable alter the dynamic responses of the wheel blades. odal characteristics of the wheel have been defined using vibro-acoustic test and verified with the results from another conventional method using a laser vibrometer. Natural quencies and mode shapes of a turbocharger wheel, which can't be precisely obtained with onventional method, could be defined accurately without the additional effects from sensor and cable. Proposed method can be applied to small structures where conventional sensors and cables could generate troubles.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.371-379
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• 2001

이 논문은 연속성을 갖는 탄성지반 위에 놓인 곡선부재의 자유진동에 관한 연구이다. 연속성을 갖는 탄성지반을 Pasternak 지반으로 모형화하여 곡선부재의 자유진동을 지배하는 무차원 상미분방정식을 유도하였다. 상미분방정식에는 회전관성과 전단변형효과를 고려하였다. 곡선부재의 선형은 원호형, 포물선형, 정현형, 타원형의 4가지를 채택하였고, 단부조건으로는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정의 3가지를 채택하였다. 실험실 규모의 실험을 실시하고 본 연구의 결과와 비교하여 연구의 타당성을 검증하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 곡선부재의 변수들 사이의 관계를 표 및 그림에 나타내었으며 진동형의 예를 그림에 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.18-26
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• 2001

본 논문에서는 압전체를 전기기계 압전파동방정식과 경계조건을 이용하여 고유치 제로 정식화하고, 3차원 유한요소법을 적용하여 초고주파 대역에서 동작하는 압전박막공진기의 공진모드 및 공진특성을 공진기의 입력 임피던스를 통하여 해석하였다. 이를 통하여 1차원 해석에서는 불가능하였던 공진기의 전극형상과 상, 하부 전극의 비대칭 구조에 따른 공진특성과 스퓨리어스특성을 추출하였다. 본 논문에서 제안한 방법으로 계산된 공진주파수를 Mason 등기모델 해석결과 및 실제 제작한 ZnO 압전박막공진기의 공진 특성과 비교한 결과 정확하게 일치함을 확인하였다. 또한 두께진동모드로 동작하기 위한 최적의 길이와 두께의 비가 20 : 1이고 최소한의 길이와 두께의 비가 5:1 이상임을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.621-630
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• 2018

액체 추진 발사체는 발사 후 추진제 소모로 인하여 고유진동수가 변화하는데, 이에 대한 영향을 규명하기 위해서는 모달 시험이 필수적이다. 그러나 액체 추진 발사체는 액체 추진제에 의한 액체의 영향과 발사체 구조의 영향이 복합적으로 작용하여, 이를 규명하는 것은 매우 어렵다. 또한 모달 시험에만 의존하여 복합된 특성을 규명하는 경우, 시험에 소요되는 시간이 과도하게 증가하고 특정 모드와 특정 주파수의 판별 및 확인이 쉽지 않다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 유한요소 해석 결과를 이용한 모달 시험 방법을 제안하였다. 액체가 채워진 원통형 구조물을 연구 모델로 선정하여 모달 시험과 유한요소 해석을 수행하였다. 모달 시험은 충격 가진 방식으로 충격망치와 가속도계를 이용하여 수행하였다. 모달 시험과 유한요소 해석 결과 비교를 통해 제안한 유한요소 해석 결과를 이용한 모달 시험 방법의 타당성을 검증하였으며, 액체가 채워진 비율에 따른 원통형 구조물의 자유진동 특성과 그 경향성에 대해 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.195-202
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• 2006

박판 구조물은 자동차를 비롯하여 항공기, 인공위성, 선박 등의 운송 수단과 건축물의 돔과 같이 효율적으로 활용되어지고 있으며 동시에 경량화를 필요로 하는 경우 널리 사용되는 구조물이다. 엔진, 변속기 등의 회전체의 부품을 보호하는 박판 구조물인 자동차 후드에서의 새로운 보강재 형상을 제시하였다. 자동차 후드는 엔진 룸에 장착되어 있는 회전체의 진동 영향을 민감하게 받아 공진현상이 발생할 우려가 있다. 따라서 설계하중을 지지할 강성을 가지며 동적 특성이 고려되어야 한다. 즉, 강성을 유지하면서 공진에 의한 진동도 고려해야 한다. 이는 곧 승차감과 직결된 중요한 문제이다. 그러므로 최적의 강성증대 설계결과를 얻기 위해서는 정적 동적 강성평가와 함께 고유진동수를 고려한 보강재의 최적설계가 도입되어야 한다. 본 연구에서는 고유진동수를 고려한 대표적인 박판 구조물인 자동차 후드의 보강재 위상을 구하고, 도출된 위상에서 보강재의 형상 최적 설계 후 제시된 보강재 단면의 최적 치수를 다구찌 방법을 이용한 직교 배열표상에서의 각 설계변수의 수준과 최적의 설계변수의 조건으로 구하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제4권2호
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• pp.221-232
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• 2008

This paper represents the final results of a research program sponsored by the European Commission through project WIND-CHIME ($\underline{W}$ide Range Non-$\underline{IN}$trusive $\underline{D}$evices toward $\underline{C}$onservation of $\underline{HI}$storical Monuments in the $\underline{ME}$diterranean Area), in which the possibility of using advanced seismic protection technologies to preserve historical monuments in the Mediterranean area is investigated. In the current research, the dynamic characteristics of two outstanding Mamluk-Style minarets, which similar minarets were reported to experience extensive damage during Dahshur 1992 earthquake, are investigated. The first minaret is the Qusun minaret (1337 A.D, 736 Hijri Date (H.D)) located in El-Suyuti cemetery on the southern side of the Salah El-Din citadel. The minaret is currently separated from the surrounding building and is directly resting on the ground (no vaults underneath). The total height of the minaret is 40.28 meters with a base rectangular shaft of about 5.42 ${\times}$ 5.20 m. The second minaret is the southern minaret of Al-Sultaniya (1340 A.D, 739 H.D). It is located about 30.0 meters from Qusun minaret, and it is now standing alone but it seems that it used to be attached to a huge unidentified structure. The style of the minaret and its size attribute it to the first half of the fourteenth century. The minaret total height is 36.69 meters and has a 4.48 ${\times}$ 4.48 m rectangular base. Field investigations were conducted to obtain: (a) geometrical description of the minarets, (b) material properties of the minarets' stones, and (c) soil conditions at the minarets' location. Ambient vibration tests were performed to determine the modal parameters of the minarets such as natural frequencies and mode shapes. A $1/16^{th}$ scale model of Qusun minaret was constructed at Cairo University Concrete Research Laboratory and tested under free vibration with and without SMA wire dampers. The contribution of SMA wire dampers to the structural damping coefficient was evaluated under different vertical loads and vibration amplitudes. Experimental results were used along with the field investigation data to develop a realistic 3-D finite element model that can be used for seismic risk evaluation of the minarets. Examining the updated finite element models under different seismic excitations indicated the vulnerability of such structures to earthquakes with medium to high a/v ratio. The use of SMA wire dampers was found feasible for reducing the seismic risk for this type of structures.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권5호
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• pp.879-885
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• 2013

Satellites provide a lot of information and essay roles in the areas of defense and space observations. The precise distances to the satellites are measured by emitting and retro-reflecting a laser. For such surveys, satellite laser ranging (SLR) systems have been developed in different forms and for different areas. The structural integrity of the tracking mount is essential for it to be able to track a high-speed satellite precisely, overcoming the various external and internal disturbances and operating conditions. In this study, the analysis of a tracking mount was performed for weight, wind loads, and inertia loads in order to verify its soundness. The results of the comparison between aluminum and steel were analyzed in order to select the optimal material for the fork and main housing part. In addition, the natural frequency and mode shape were predicted. Optimal material selection and structural integrity will also be verified using static analysis.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.429-438
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• 1994

3차원 유한요소 모델을 사용하여 여러 wing들로 구성된 3차원 다중 구조물의 해석을 수행할 경우에는 입력자료 작성시 번거로움과 긴 해석시간 및 큰 용량의 컴퓨터가 필요하게 된다. 본 연구에서는 이런 문제점을 효율적으로 극복할 수 있는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 해석모델들을 제안하였으며 이들 해석모델에는 3차원 다중 구조물에서 계산의 간편성 때문에 통상 무시되어 온 바닥슬라브의 면내변형이 고려되어져 있다. 본 연구에서 제안하는 해석모델에서는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물을 하나의 구조물로 취급하는 종래의 방법 대신에 각 wing 구조물들과 이들 wing 구조물을 서로 연결시켜주는 연결부로 이상화하기 때문에 다양한 형태(Y. U, H 등)의 구조물에도 쉽게 적용할 수 있다. 제안된 해석모델의 정확성은 두가지 구조방식의 예제 구조물에 대하여 3차원 유한 요소 모델과 제안된 해석모델로부터 구한 해석결과(구조물의 고유 진동주기, 모드형상, 임의 절점에서의 변위에 대한 시간이력)의 비교로부터 검증되었으며 그 결과 제안된 해석모델은 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 근사적인 모델로 적합함을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.135-139
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• 2001

This paper describes a string resonator that is used for the interrogation system of a Fiber Bragg Grating(FBG) strain sensor. The strain on the fiber piece is calculated from the measured frequency based on that the natural frequency of a string is a function of the applied absolute strain. Existing research considered a fiber as a string, but a fiber is not a string in the strict sense due to its bending stiffness, thus the fiber should be modeled as a beam accompanied with an axial force. In the vibration modeling, the relationship between the strain and the natural frequency is derived, and then the resonance condition is described in terms of both the phase and the mode shape for sustaining resonant motion. Several experiments verify the effectiveness of the proposed model of the fiber. The performance of the string resonator is analyzed by measuring the frequency change according to the applied strains in the dynamic range of 1100$\mu\varepsilon$ referred to the displacement from capacitance sensor. From the experimental results, the implemented string resonator provides the accuracy of $\pm$3$\mu\varepsilon$, the quasi-static resolution of ~0.1$\mu\varepsilon$(rms) which amount to be $\pm$0.17$\mu\textrm{m}$ and ~6nm respectively, in case of fiber length of 56mm. For a dynamic strain, it can provide the accuracy of ~3$\mu\varepsilon$ until the frequency comes to 8Hz. As a consequence, the string resonator proposed for FBG sensor provides the high accuracy and the high resolution in strain measurement, and also it is expecting to be used, for the application, to not only strain but also displacement measuring device.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.271-281
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• 2005

외부유체를 유한요소화 할 경우 경계조건을 만족시키도록 무한반경까지를 모델링 할 수 없으므로 이를 보정하기 위하여 유한경계에서의 경계조건으로 발산경계조건을 사용하였다. 외부유체의 모델링에서 적용한 수치모델은 쉘 요소 및 유체요소를 축대칭 구조물의 특성을 이용한 링요소로 모델화하여 자오방향 모우드와 주변방향의 파형 모우드를 변수분리함으로써 지진하중 등의 해석에서도 수십 개의 링요소에 의해 정해에 근사한 값을 얻을 수 있도록 하였다. 축대칭 쉘 구조물과 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도와 유체의 압력관계를 이용한 부가질량을 유체를 비점성, 비압축 및 비회전으로 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다. 이에 따라 구조물의 변형에 따른 외부유체 효과를 고려한 부가질량매트릭스를 얻을 수 있었으며, 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다.