• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.163-171
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• 2024

본 논문에서는 다목적 구조물인 다중연결 해양부유체를 대상으로 변형 기반 모드 차수축소법을 적용하고 차수축소모델의 구조응답 예측 성능을 향상시키기 위해 유전 알고리즘 기반의 센서 배치 최적화를 수행하였다. 다중연결 해양부유체의 차수축소모델 생성에 필요한 변형 기반 모드 데이터를 얻기 위해 다양한 규칙파랑하중조건에 대한 유체-구조 연성 수치해석을 수행하고 변형 기반 모드의 직교성, 자기상관계수를 이용하여 주요 변형 기반 모드를 선정하였다. 다중연결 해양부유체의 경우 차수축소모델의 구조응답 예측 성능이 계측 및 예측 구조응답 위치에 따라 민감하기 때문에 유전 알고리즘 기반의 최적화를 수행하여 최적의 센서 배치를 도출하였다. 최적화 결과, 모든 센서 배치 조합에 대한 차수축소모델 생성 및 예측 성능 평가 대비 약 8배의 계산 비용을 절감하였으며, 예측 성능 평가 지표인 평균 제곱근 오차가 초기 센서 배치보다 84% 감소하였다. 또한, 다중연결 해양부유체 모형시험 결과를 이용하여 불규칙파랑하중에 대한 최적화된 센서 배치의 차수축소모델의 구조응답 예측 성능을 평가 및 검증하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제6권10호
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• pp.373-382
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• 2016

우리나라의 농업은 사계절의 뚜렷함으로 기후의 영향을 받아 온실과 같은 시설을 이용하여 작물을 재배하는 농업이 발전하고 있다. 점차 첨단 기술의 농업으로 발전하고 있지만 아직 여러 자연 재해에 취약한 점이 나타나고 있다. 이러한 문제로 본 논문에서는 농업인의 고충을 줄이기 위해 폭설이나 풍해로 인한 작물 생산 및 시설 유지를 위한 비닐 회전을 이용하여 비닐하우스 제설 및 복구 시스템을 설계 하였다. 본 논문에서는 온실의 실시간 피드백 제어를 위한 기본 연구로써, 자체 기술력을 바탕으로 개발된 무선 IoT 센서 시스템 및 시설원예 관리 시스템을 결합하여, IoT 장치를 통한 적설량 및 바람의 세기를 평가하고자 하였다. 기존 비닐하우스 제설 시스템의 경우 온수를 분사하여 제설하거나 기존 시설의 구조를 새롭게 하여 피해를 방지하였지만 본 논문에서는 비닐하우스의 실질적 외관인 비닐을 회전함으로 적설된 눈을 치우거나 파손 부위를 복구함으로 피해를 복구한다. 이를 위하여 본 논문에서는 먼저 MEMS 소자 및 무선 통신 모듈 기반의 무선 IoT 센서 유닛, 실시간 응답 측정이 가능하도록 운영 프로그램 등을 개발하였다. 이로 인하여 기존의 노동력 절감과 작물 성장의 피해를 막아 효율적인 시설 운영에 도움을 주게 될 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.789-798
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• 2013

형식인증시험을 통해 획득된 풍력발전기의 기계적 하중 데이터를 분석하기 위한 관련 프로그램 개발과 절차가 수행되었다. IEC 61400-13 규격을 기반으로 하는 측정 데이터에 대한 검증, 하중유형에 따른 분류, 시계열 및 통계 데이터 분석, 파워 스펙트럼 밀도함수 및 피로하중 스펙트럼 계산, 등가하중 계산 등의 절차가 본 프로그램을 통해 수행되었다. 수집된 데이터들이 피로하중을 산정하기에 충분한가를 판단하기 위해 정상전력생산의 경우에 대한 수집행렬을 구성하였다. 50 개의 하중 범위 분할 개수를 사용하는 우수집계법을 통해 피로하중 스펙트럼이 얻어지며, 사용된 재료에 따라 다르게 S-N 선도의 기울기를 적용하여 최종적으로 등가하중을 산출하였다. 모노파일 하부구조를 가지는 NREL 5MW 풍력발전기의 공탄성 시뮬레이션 데이터에 이용하여 위의 전반적인 절차를 수행하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.515-519
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• 2004

A Propeller-Anemometer is an instrument used specifically, to measure the wind speed. The accurate measurement of the wind speed is vitally important such required by any weather stations. In this research, the measurand of the instrumentation was the rotational speed of the propeller and the instrumentation result or output data was wind velocity. The speed measured was recorded digitally in the computer by using specific software. A specific sensor used to measure a variable by converting information of the variable (rotational speed of the propeller) into a dependent signal such as electrical signal in form of voltage. The development of Propeller-Anemometer involved few sets of instrumentation process and equipment. It included three major parts, mechanical, electronics and computer. The main instrumentation processes were physical and signal interfacing, signal conditioning, logic interfacing, data transmission to computer and processing the data. Generally, this paper presents the overall concept and design of Propeller-Anemometer Instrumentation. However, an emphasis was mainly in designing and building the interfacing system, hardware and software. Basically, for the first phase of the development, this project designed and built the RS232 terminal using Peripheral Interface Controller (PIC), PIC16F873. The hardware can be interfaced to computer or other compatible devices. This routine converted input voltage from the circuit to speed (velocity) and transmitted them afterwards to the target device by using the RS232 transmission protocol. This implementation implied a computer display as visual interface. For the purpose of this paper, RS232 data transmission was carried out using a Microsoft Visual Basic software routine.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.513-516
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• 2011

소형 풍력발전기 날개의 동적 거동에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 날개를 따라 배열된 광 브레그 격자 (Fiber Bragg Grating) 센서를 이용하여 날개 표면에서의 변형률(strain)을 측정하였다. 충격 햄머 실험 (Impact Hammer Test)을 통하여, 1차 및 고차 모드의 공진주파수를 측정하였다. 광섬유 센서를 이용한 실험결과를 스트레인 게이지를 이용한 실험 결과와 비교한 결과 모드 주파수는 매우 유사하였다. 하지만, 광섬유 센서의 경우 스트레인 게이지에서 감지하지 못하는 모드를 감지할 수 있었다. 또한, 실험으로부터 얻은 변형률 모드를 이용하여 근사적으로 날개의 변위 모드를 추정하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.111-122
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• 2020

Researchers up to date have introduced several Structural Health Monitoring (SHM) techniques with varying advantages and drawbacks for each. Satellite positioning systems (GPS, GLONASS and GALILEO) based techniques proved to be promising, especially for high natural period structures. Particularly, the GPS has proved sufficient performance and reasonable accuracy in tracking real time dynamic displacements of flexible structures independent of atmospheric conditions, temperature variations and visibility of the monitored object. Tall structures are particularly sensitive to oscillations produced by different sources of dynamic actions; such as typhoons. Wind forces induce in the structure both longitudinal and perpendicular displacements with respect to the wind direction, resulting in torsional effects, which are usually more complex to be detected. To efficiently track the horizontal rotations of the in-plane sections of such flexible structures, two main issues have to be considered: a suitable sensor topology (i.e., location, installation, and combination of sensors), and the methodology used to process the data recorded by sensors. This paper reports the contributions of the measurements recorded from dual frequency GPS receivers and uni-axial accelerometers in a full-scale experimental campaign. The Canton tower in Guangzhou-China is the case study of this research, which is instrumented with a long-term structural health monitoring system deploying both accelerometers and GPS receivers. The elaboration of combining the obtained rather long records provided by these two types of sensors in detecting the torsional behavior of the tower under ambient vibration condition and during strong wind events is discussed in this paper. Results confirmed the reliability of GPS receivers in obtaining the dynamic characteristics of the system, and its ability to capture the torsional response of the tower when used alone or when they are combined with accelerometers integrated data.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1229-1234
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• 2018

본 논문에서는 풍력발전기 너셀 내부에서 발생 가능한 화재를 예방하거나 신속하게 대응하기 위하여 광대역 전력선통신시스템 기반 화재 예방시스템을 구현하고 실증실험을 수행한 결과를 제시한다. 이를 위하여 고속 전력선통신용 주파수 대역에서 우수한 손실 특성을 가지는 유도성 통신 연결장치도 제작하였다. 구현된 시스템은 터빈 너셀에 설치된 온도, 불꽃, 연기센서 등 다양한 센서 정보와 열화상 이미지를 전력선통신시스템을 통하여 지상관제소에 고속 전송함으로써 너셀 내부의 환경변화를 실시간으로 감시할 수 있음을 확인하였다. 따라서 구현된 시스템은 이미 설치된 기존 안전시스템과 연동하여 풍력발전기 화재감시 및 예방체계의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한교통학회지
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• 제22권5호
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• pp.75-87
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• 2004

우리나라 해안지역은 강풍의 빈도가 높고 세기도 크지만 아직까지 바람을 고려한 적정속도를 안내하는 시스템은 전무한 상태이다. 강풍이 부는 곳에서의 무리한 주행은 핸들 조작의 어려움으로 인한 사고 위험과 풍속을 고려하지 않은 과속으로 인한 전복사고 등의 위험이 크다. 이러한 측면에서 바람 잦은 곳 중 주요지점에 기상정보센서(WIS:Weather Information Sensor)를 설치하고 이로부터 실시간으로 측정된 기상정보를 바탕으로 차량의 구동력과 주행저항의 크기를 극대화하는 적정속도를 VMS를 통하여 제공하는 방안이 필요하다. 목포시에 건설예정인 목포대교를 대상으로 풍속별 적정 속도를 산출한 결과, 연중 평균 풍향인 남풍일 경우 교량의 입지(정남-북)에 따라 남측으로 주행하는 차량에 대하여 풍속이 8m/h이상일 경우에는 평상시와 달리 돌풍을 대비한 여유구동력이 큰 60km/h의 속도를 안내해 주는 것이 바람직 한 것으로 나타났다. 또한 2003년도에 발생한 태풍 매미 시 목포시의 풍속인 18m/s 일 경우 시속 40km/s에서의 주행저항은 1131N으로써, 이미 변속 4단에서의 구동력(약 1054N)으로는 극복할 수 없으므로 3단 이하에서 변속을 하여야 하며, 이때의 적정속도는 주행저항과 구동력간의 차이가 가장 크게 발생하는 40km/h인 것으로 분석되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권4호
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• pp.329-335
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• 2007

해수면의 상태를 보고 파고를 측정하는 목측은 선박이나 먼 바다에서의 파랑관측 방법으로 여전히 이용되고 있으며, 오랜 경험을 가진 숙련자의 경우에는 상당히 정확하게 파고를 관측할 수 있다. 이러한 목측의 표준지표로 뷰퍼트(Beaufort) 풍력계급표가 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 이 지표에 설명된 해수면의 모양은 연구자 또는 일반인에게는 친숙하지 않기 때문에 파고별 대표영상 등의 보다 구체적인 참고자료가 필요하다. 현대의 현장계측기술은 실시간으로 해양관측자료를 획득할 수 있는 수준에 이르렀으며, 기존의 파고 및 기상 관측시설과 함께 현장의 해상상태 영상자료까지 획득할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 속초 조도동방등표에 설치되어 운영 중인 실시간해양관측 시스템에 무선영상전송장치를 설치하여 파랑자료와 영상이미지를 수집하고 유의파고별로 현장이미지를 비교 및 분류하였다. 관측된 해상상태 영상들과 뷰퍼트 풍력계급표의 해면 상태 설명과 비교한 결과 해상상태 영상자료의 가치를 확인할 수 있었다. 뷰퍼트 풍력계급표는 순수하게 목측이나 파고척을 이용하여 목측으로 만들어진 것에 비해 본 연구의 결과는 정밀한 파고센서와 과학적인 해상상태 영상정보 수집으로 파고의 실체적인 모습을 파악할 수 있었으며 관측파고의 신뢰성을 제고할 수 있는 기회가 되었다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제12권3호
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• pp.156-162
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• 2020

Wireless Sensor Network (WSN) field is mainly studied to monitor and characterize large-scale physical environments to track various environmental or physical conditions, such as temperature, pressure, wind speed and humidity. WSN can be used in various applications such as wild surveillance, military target tracking and monitoring, dangerous environmental exploration and natural disaster relief. We design probabilistic mobile models that apply to mobile ad hoc network mobile environments. A probabilistic shift model proposed by dividing the number of moving nodes and the distance of travel into two categories to express node movement characteristics. The proposed model of movement through simulation was compared with the existing random movement model, ensuring that the width and variation rate of the first node node node node (FND) was stable regardless of the node movement rate. In addition, when the proposed mobile model is applied to the routing protocol, the superiority of network life can be verified from measured FND values. We overcame the limitations of the existing random movement model, showing excellent characteristics in terms of energy efficiency and stable in terms of changes in node movement.