• Geomechanics and Engineering
• /
• 제36권1호
• /
• pp.71-81
• /
• 2024

This study analyzes the pull-out behavior of tunnel-type anchorage under various joint conditions, including joint direction, spacing, and position, using a finite element analysis. The validity of the numerical model was evaluated by comparing the results with a small-scaled model test, and the results of the numerical analysis and the small-scaled model test agree very well. The parametric study evaluated the quantitative effects of each influencing factor, such as joint direction, spacing, and position, on the behavior of tunnel-type anchorage using pull-out resistance-displacement curves. The study found that joint direction had a significant effect on the behavior of tunnel-type anchorage, and the pull-out resistance decreased as the displacement level increased from 0.002L to 0.006L (L: anchorage length). It was confirmed that the reduction in pull-out resistance increased as the number of joints in contact with the anchorage body increased and the spacing between the joints decreased. The pull-out behavior of tunnel-type anchorage was thus shown to be significantly influenced by the position and spacing of the rock joints. In addition, it is found that the number of joints through which the anchorage passes, the wider the area where the plastic point occurs, which leads to a decrease in the resistance of the anchorage.

• 한국해양공학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.103-114
• /
• 2024

Remote sensing wave observation data are crucial when analyzing ocean waves, the main external force of coastal disasters. Nevertheless, it has limitations in accuracy when used in low-wind environments. Therefore, this study collected the raw data from MIROS Wave and Current Radar (MWR) and wave radar at the Ieodo Ocean Research Station (IORS) and applied the optimal filter by combining filters provided by MIROS software. The data were validated by a comparison with South Jeju ocean buoy data. The results showed it maintained accuracy for significant wave height, but errors were observed in significant wave periods and extreme waves. Hence, this study used an artificial neural network (ANN) to improve these errors. The ANN was generalized by separating the data into training and test datasets through stratified sampling, and the optimal model structure was derived by adjusting the hyperparameters. The application of ANN effectively improved the accuracy in significant wave periods and high wave conditions. Consequently, this study reproduced past wave data by enhancing the reliability of the MWR, contributing to understanding wave generation and propagation in storm conditions, and improving the accuracy of wave prediction. On the other hand, errors persisted under high wave conditions because of wave shadow effects, necessitating more data collection and future research.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제33권6호
• /
• pp.431-447
• /
• 2024

The Hybrid Mass Damper (HMD) has proven effective in mitigating vibrations in high-rise structures subject to seismic and wind-induced excitations. One derivative configuration of the HMD mounts an Active Mass Damper (AMD) atop a Tuned Mass Damper (TMD). However, the control efficacy of such HMDs may be compromised when confronted with loads that exceed their design parameters. Additionally, the confined structural space within high-rise structures often limits the feasibility and economic viability of retrofitting HMD systems. This study introduces an Acceleration-based Fuzzy Power Approach Rate Sliding Mode Control (AFP-SMC) algorithm aimed at enhancing the control efficacy of HMDs while minimizing their stroke and force output requirements. Employing the Canton Tower as a research prototype, an analytical model incorporating HMDs was established, and a comparative analysis between the AFP-SMC and Linear Quadratic Gaussian (LQG) control algorithms was conducted for efficacy. The control performance of the AFP-SMC control algorithm under different control parameter variations was investigated. Furthermore, by experimentally assessing the AMD subsystem within the Canton Tower, friction and ripple force formulas were derived to bolster the analytical model, thereby validating the robustness of the AFP-SMC algorithm. The results show that the proposed AFP-SMC algorithm effectively reduces the vibration response of the structure and the stroke and control force output of HMDs, and exhibits superior overall control performance and robustness compared to the LQG algorithm.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.50-60
• /
• 2018

고출력 응용환경에 적용 가능한 광대역 다층 구조 레이돔을 개발하였다. 이를 위해 다층 레이돔의 전파전파특성을 ABCD 행렬로 표현하였고, Particle swarm 최적화 알고리즘을 상용 수치 모델링 툴로 구현하여 레이돔의 최적화된 층별 두께와 물질상수를 구하였다. 바람, 눈, 얼음 등 외부 기상 환경을 고려한 기계적 특성을 감안하여 레이돔을 재설계하였다. 대형구조물의 제작 제한조건을 고려한 두께를 재산출하여 전력 전달특성을 재분석하였다. 대기 정전파괴 때보다 10 dB 높은 첨두 전기장의 세기 조건에서 상용 해석 툴을 이용하여, 설계된 레이돔의 RF에 대한 대기 정전파괴 특성을 분석하였다. 설계된 다층 레이돔을 제작하여 소신호 및 대신호 시험을 수행하였고, 상용 도구들을 사용한 계산값과 비교하여 목표 성능을 획득하였다.

• Progress in Superconductivity
• /
• 제13권1호
• /
• pp.58-63
• /
• 2011

Recently, superconductor flywheel energy storage systems (SFESs) have been developed for application to a regenerative power of train, a power quality improvement, the storage of distributed power sources such as solar and wind power, and a load leveling. As the high temperature superconductor (HTS) bearings offer dynamic stability without the use of active control, accurate analysis of the HTS bearing is very important for application to SFESs. Mechanical property of a HTS bearing is the main index for evaluating the capacity of an HTS bearing and is determined by the interaction between the HTS bulks and the permanent magnet (PM) rotor. HTS bearing rotor consists of PM and iron collector and the proper dimension design of them is very important to determine a supporting characteristics. In this study, we have optimized a rotor magnet array, which depends on the limited bulk size and performed various dimension layouts for thickness of the pole pitch and iron collector. HTS bearing rotor was installed into a single axis universal test machine for a stiffness test. A hydraulic pump was used to control the amplitude and frequency of the rotor vibration. As a result, the stiffness result showed a large difference more than 30 % according to the thickness of permanent magnet and iron collector. This is closely related to the bulk stiffness controlled by flux pining area, which is limited by the total bulk dimension. Finally, the optimized HTS bearing rotor was installed into a flywheel system for a dynamic stability test. We discussed the dynamic properties of the superconductor bearing rotor and these results can be used for the optimal design of HTS bearings of the 10kWh SFESs.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.2876-2882
• /
• 2015

본 연구의 목적은 대표적 점오염원인 석탄화력발전소의 대기오염방지시설을 개선했을 때 최대 착지 농도 및 주변지역의 대기오염도 변화를 파악하는데 있다. 대기오염방지시설 개선 전 후의 대기질을 예측 비교하여 시설의 개선 효과가 어느 정도인지를 분석하였다. 대기질 예측에는 바람장의 변화를 Puff의 이동으로 나타낼 수 있고, 비정상 상태를 구현 할 수 있는 대기오염확산모델인 CALPUFF 모델을 이용하였다. 화력발전소의 주요 대기오염배출 물질인 아황산가스($SO_2$), 이산화질소($NO_2$), 먼지($PM_{10}$) 항목을 예측 항목으로 선정하였다. 연구결과 $SO_2$, $NO_2$ 항목은 대기오염방지시설 개선으로 인하여 최대 착지지점 및 주변지역의 대기질 오염도 감소에 상당히 효과가 있는 것으로 분석되었다. $PM_{10}$ 항목의 경우에는 최대 착지지점에서는 오염도 감소 효과가 높으나, 석탄 화력발전소 주변지역의 대기오염도 감소 효과는 다소 낮게 분석되었다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.56-61
• /
• 2009

Paradigm depending only on fossil fuel for building heat source is rapidly changing. Accelerating the change, as it has been known, is obligation for reducing green house gas coming from use of fossil fuel, i.e. reaction to United Nations Framework Convention on Climate Change. In addition, factors such as high oil price, unstable supply, weapon of petroleum and oil peak, by replacing fossil fuel, contributes to advance of environmental friendly renewable energy which can be continuously reusable. Therefore, current new energy policies, beyond enhancing effectiveness of heat using equipments, are to make best efforts for national competitiveness. Our country supports 11 areas for new renewable energy including sun light, solar heat and wind power. Among those areas, ocean thermal energy specifies tidal power generation using tide of sea, wave and temperature differences, wave power generation and thermal power generation. But heat use of heat source from sea water itself has been excluded as non-utilized energy. In the future, sea water heat source which has not been used so far will be required to be specified as new renewable energy. This research is to survey local heating system in Europe using sea water, central solar heating plants, seasonal thermal energy store and to analyze large scale central solar heating plants in German. Seasonal thermal energy store necessarily need to be equipped with large scale thermal energy store. Currently operating central solar heating system is a effective method which significantly enhances sharing rate of solar heat in a way that stores excessive heat generating in summer and then replenish insufficient heat for winter. Construction cost for this system is primarily dependent on large scale seasonal heat store and this high priced heat store merely plays its role once per year. Since our country is faced with 3 directional sea, active research and development for using sea water heat as cooling and heating heat source is required for seashore villages and building units. This research suggests how to utilize new energy in a way that stores cooling heat of sea water into seasonal thermal energy store when temperature of sea water is its lowest temperature in February based on West Sea and then uses it as cooling heat source when cooling is necessary. Since this method utilizes seasonal thermal energy store from existing central solar heating plant for heating and cooling purpose respectively twice per year maximizing energy efficiency by achieving 2 seasonal thermal energy store, active research and development is necessarily required for the future.

• 한국환경기술학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.576-585
• /
• 2018

상하수도를 포함하는 7대 지하매설배관(상수도, 하수도, 전기, 통신, 가스, 난방, 송유)은 시공에서부터 운영 및 유지관리에 걸친 전 생애 주기 동안 체계적인 관리가 매우 중요하다. 특히, 지하매설배관의 전생애주기에 가장 큰 영항을 미치는 것은 시공과정이다. 새로운 도시를 건설하거나 서로 다른 지하매설배관을 유지관리하기 위해서는 매번 땅을 파고 시공 및 관련 작업을 수행해야 한다. 이 과정에 먼저 시공한 배관은 후에 시공하는 배관 시공 과정에 2차 및 3차 파손이 빈번하게 발생할 수 있는 가능성이 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 시공 과정에 일어나는 파손을 실시간으로 감시할 수 있는 시스템이 필요하다. 또한 지하매설배관의 환경에 따라 시스템의 지속적으로 운영하기 위한 전력의 공급이 제한되는 경우가 많아 기존 전력이 아닌 자연에너지를 이용한 안정적인 전력공급 시스템의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 풍력과 태양광을 이용한 자연에너지를 이용하여 배관감시 시스템을 장기간(24시간 15일) 안정적으로 운영이 가능한 장치를 개발하였으며 이를 현장시험을 거쳐 운전성능을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.583-590
• /
• 2015

우리나라 서남해역에서 추진될 해상풍력 발전 단지에서 생산된 전기와 기존의 전력망과의 계통연계를 위해서는 해저케이블 설치가 필수적인 요소이다. 특히 해저케이블 설치에 대한 경제성, 시공성 및 안정성 확보를 위해서는 해저케이블 경과지와 해저케이블 보호공법 설계가 이루어져야한다. 본 논문에서는 1979년부터 2002년까지 한국해양과학기술원에서 구축한 장기 파랑산출자료와 제3세대 파랑 모델인 SWAN(Simulating WAves Nearshore)을 이용하여 해상풍력단지가 조성될 해역에 대해 만조와 간조시 파랑시뮬레이션을 수행하여 해저케이블 경과지와 보호공법 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구결과, 서남해 해상풍력단지가 조성될 해역의 연평균 Hs는 1.03 m, Tz는 4.47s이고, 주파향은 북서(NW)와 남남서(SSW) 방향이다. NW에서 입사되는 조건(Hs: 7.0 m, Tp: 11.76s)에서 만조시 천해설계파랑 Hs의 분포는 약 4.0~5.0 m, 간조시에 약 2.0~3.0 m로 계산되었다. SSW에서 입사되는 조건(Hs: 5.84 m, Tp: 11.15s)에서 만조시 천해설계파랑 Hs의 분포는 약 3.5~4.5 m이고, 간조시에는 약 1.5~2.5 m로 계산되었다. 해저케이블 경과지 중 경도 UTM 249749~251349 구간 약 1.6 km에서는 NW로 입사되는 파랑의 영향이 크며, UTM 251549~267749 구간 약 16.2 km에서는 SSW로 입사되는 파랑의 영향이 지배적이다. 파랑집중 현상이 두드러지게 나타나는 해역은 위도와 하왕등도 사이 해역으로, 이 해역에서는 주변해역 보다 상대적으로 높은 파고를 나타내고 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제6권11호
• /
• pp.445-452
• /
• 2017

전주(Electric Pole)는 전력 송/배전에 사용되는 지지물로 외력 측정을 위해 가속도 센서가 이용된다. 기상현상은 전주의 외력에 다양한 영향을 미친다. 가공전선의 탄성변화가 그중 하나이다. 이러한 이유로 전주에 미치는 기상현상 요인을 모델링 하는 것은 매우 중요하다. 가속도 센서로부터 수신된 데이터는 피치(Pitch)와 롤(Roll) 각도로 변환되어 수신된다. 기상 현상은 변수간 상관관계가 높게 나타나며, 모델링을 위해 유의한 설명변수를 선택하는 것은 과대적합(Over Fitting)의 문제에서 매우 중요한 요소이다. 다중공선성(Multicollinearity)을 고려한 설명력이 높은 모델 구축을 위해 기계학습 방법의 하나인 일반화 가법 모형(Generalized Additive Model)을 사용했다. 모델 구축에 사용된 기상 요인 변수는 온도, 습도, 강수량, 풍속, 풍향, 증기압, 대기압, 노점온도, 일조시간, 일사량, 운량이다. 분산 팽창 요인 검증을 수행한 결과 온도, 강수량, 풍속, 풍향, 대기압, 노점온도, 일조시간, 운량의 변수가 선택됐다. 설명변수중 일조시간, 운량, 대기압의 영향도가 높게 나타났으며, 일반화 가법 모형의 평균 결정계수(R-Squared)는 0.69로 유의한 모델을 구축했다. 구축된 모델은 전주 외력의 영향을 예측하는데 도움이 될 수 있을 것이며, 안전성 확보의 목적에 기여할 수 있을 것이라 생각한다.