• Earthquakes and Structures
• /
• 제10권5호
• /
• pp.1143-1179
• /
• 2016

Offshore wind turbines are considered as a fundamental part to develop substantial, alternative energy sources. In this highly flexible structures, monopiles are usually used as support foundations. Since the monopiles are large diameter (3.5 to 7 m) deep foundations, they result in extremely stiff short monopiles where the slenderness (length to diameter) may range between 5 and 10. Consequently, their elastic deformation patterns under lateral loading differ from those of small diameter monopiles usually employed for supporting structures in offshore oil and gas industry. For this reason, design recommendations (API and DNV) are not appropriate for designing foundations for offshore wind turbine structures as they have been established on the basis of full-scale load tests on long, slender and flexible piles. Furthermore, as these facilities are very sensitive to rotations and dynamic changes in the soil-pile system, the accurate prediction of monopile head displacement and rotation constitutes a design criterion of paramount importance. In this paper, the Fourier Series Aided Finite Element Method (FSAFEM) is employed for the determination of static impedance functions of monopiles for OWT subjected to horizontal force and/or to an overturning moment, where a non-homogeneous soil profile has been considered. On the basis of an extensive parametric study, and in order to address the problem of head stiffness of short monopiles, approximate analytical formulae are obtained for lateral stiffness $K_L$, rotational stiffness $K_R$ and cross coupling stiffness $K_{LR}$ for both rough and smooth interfaces. Theses expressions which depend only on the values of the monopile slenderness $L/D_p$ rather than the relative soil/monopile rigidity $E_p/E_s$ usually found in the offshore platforms designing codes (DNV code for example) have been incorporated in the expressions of the OWT natural frequency of four wind farm sites. Excellent agreement has been found between the computed and the measured natural frequencies.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제32권8호
• /
• pp.603-609
• /
• 2008

Manta형 무인잠수정(Manta-type Unmanned Undersea Test Vehicle, 이하 MUUTV라 함)은 Naval Undersea Warfare Center의 Manta Test Vehicle의 설계 및 운용 개념을 기초로 하여 제안되었다(손 등, 2006). 본 연구에서는 Feldman(1979)과 손 등(2006)의 6자유도 운동 수학모델을 이용하여 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 유체력미계수의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 기법으로는 Sen(2000)이 제안한 방법을 채택하였다. 본 연구를 통하여 각각의 유체력미계수가 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었으며, 상대적으로 영향을 작게 미치는 유체력미계수가 포함된 항을 제거하여 조종운동 수치 시뮬레이션을 수행하여도 운동 추정이 가능함을 알 수 있었다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제45권2호
• /
• pp.141-149
• /
• 2018

모바일 디바이스의 보편적인 보급으로 인하여 모바일 컴퓨팅은 사용자들의 일상 생활에 편리를 가져다 주는 컴퓨팅 패러다임으로 되었다. 다양한 타입의 모바일 애플리케이션의 출현으로 인하여 사용자들은 언제 어디서나 자신의 스케줄 관리 등 다양한 업무 수행이 가능해졌지만 모바일 디바이스의 리소스 제한적인 문제로 인하여 일정 수준의 컴퓨팅 작업만 수행 가능하고 비교적 큰 컴퓨팅 작업을 수행하기에는 불편한 점이 존재한다. 클라우드 컴퓨팅 연구에서는 제한된 모바일 디바이스의 자원을 해결하기 위하여 기능 컴포넌트를 다른 서버 노드로 오프로딩(Offloading) 시킴으로써, 모바일 노드의 자원 문제를 해결하는 솔루션을 제공하였다. 그러나, 현재 진행되고 있는 동적 오프로딩 기법에 관한 연구는 개념적인 수준의 기법만 제시되고 있다. 본 논문에서는 모바일 노드의 성능을 보장하기 위한 예측 기반 동적 오프로딩 기법 및 프레임워크 설계 모델을 제안한다. 그리고 제안한 예측 기반 오프로딩 기법의 유효성 검증을 위한 실험 및 평가를 수행한다.

• 한국운동역학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.241-248
• /
• 2015

Objective : The purpose of this study was to investigate the theta on the components of ground reaction force according to the ground conditions during gait. Method : Six healthy women(mean age: 22 yrs, mean height: $166.14{\pm}2.51cm$, mean body weights: $56.61{\pm}4.58kg$) participated in this study. The medial-lateral GRF(Fx 1), anterior-posterior GRF(Fy 1, Fy 2), vertical GRF(Fz 1, Fz 2, Fz 3), and impact loading rate were determined from time function and frequency domain. Also, GRF theta were time function and forces. Results : Fx 1, Fy 1 and Fy 2 of stair descending showed significant statistically higher forces than that of level walking, and ascending. Fz 1 of stairs descending showed significant statistically higher forces than that of level walking and stairs ascending(theta $88.62^{\circ}$). Also, Fz 2 of level walking showed significant statistically higher forces than that of stairs ascending and descending(theta $65.78^{\circ}$). Fz 3 of stairs ascending showed significant statistically higher forces than that of level walking and stairs descending($65.26^{\circ}$). Impact loading rate of stairs descending showed significant statistically higher forces than that of level and ascending walking. The GRF showed similar correlation with GRF theta(r=.603) according to the ground conditions during gait. Conclusion : These results suggest that the GRF theta can be used in conjunction with a gait characteristics, prediction of loading rate and dynamic stability.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제11권5호
• /
• pp.741-777
• /
• 2016

A simplified approach of assessing torsionally balanced (TB) and torsionally unbalanced (TU) low-medium rise buildings of up to 30 m in height is presented in this paper for regions of low-to-moderate seismicity. The Generalised Force Method of Analysis for TB buildings which is illustrated in the early part of the paper involves calculation of the deflection profile of the building in a 2D analysis in order that a capacity diagram can be constructed to intercept with the acceleration-displacement response spectrum diagram representing seismic actions. This approach of calculation on the planar model of a building which involves applying lateral forces to the building (waiving away the need of a dynamic analysis and yet obtaining similar results) has been adapted for determining the deflection behaviour of a TU building in the later part of the paper. Another key original contribution to knowledge is taking into account the strong dependence of the torsional response behaviour of the building on the periodic properties of the applied excitations in relation to the natural periods of vibration of the building. Many of the trends presented are not reflected in provisions of major codes of practices for the seismic design of buildings. The deflection behaviour of the building in response to displacement controlled (DC) excitations is in stark contrast to behaviour in acceleration controlled (AC), or velocity controlled (VC), conditions, and is much easier to generalise. Although DC conditions are rare with buildings not exceeding 30 m in height displacement estimates based on such conditions can be taken as upper bound estimates in order that a conservative prediction of the displacement profile at the edge of a TU building can be obtained conveniently by the use of a constant amplification factor to scale results from planar analysis.

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

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.774-779
• /
• 2020

본 논문에서는 RNN 순환 신경망 (Recurrent Neural Network) 모델을 사용하여 스마트 중간층 면진 시스템의 지진 응답 제어 성능을 수치 해석을 통하여 검토하였다. 이를 위해서 지진 하중을 받는 건물의 동적 지진 응답 예측을 위한 RNN 모델을 개발하였다. 보다 실제적인 연구를 위하여 중간층 면진 시스템이 설치된 실존하는 건물인 시오도메 스미토모 건물을 예제 구조물로 선택하였다. 스마트 중간층 면진 시스템은 기존의 납 댐퍼를 대신하여 MR (Magnetorheological) 댐퍼를 사용하여 구성하였다. 그 외 고무 베어링이나 강재 댐퍼는 그대로 사용 하였다. 수치 해석을 통하여 개발된 RNN 모델이 기존의 FEM (Finite Element Method) 모델과 비교해서 매우 정확한 응답을 예측하는 것을 확인할 수 있었다. RNN 모델을 사용하면 자유도가 많은 FEM 모델을 사용한 경우에 비하여 해석 시간을 대폭 줄일 수 있다. 개발된 RNN 모델을 사용한 수치 해석 결과 스마트 중간층 면진 시스템이 기존의 수동 중간층 면진 시스템에 비하여 구조물의 지진 응답을 대폭 저감시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제38권6호
• /
• pp.585-591
• /
• 2014

본 논문의 주 목적은 프루드 수가 0.5 이상인 중형 경비정의 속도성능을 모형시험 이전에 CFD 결과를 바탕으로 기존의 모형시험자료를 활용하였다. 모형시험 이전에 CFD를 이용하여 선속 별로 추정된 제동마력이 주어진 엔진마력을 만족하는지를 평가 하였다. 대상선박은 선미가 서로 다른 두 가지 선형을 선정하였다. 점성 유동장 계산은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였으며, 자유수면과 자세 변화(동적 트림)를 모두 고려하였다. 알몸 선체의 저항 값은 CFD를 이용하여 추정되었다. 점성 유동 해석을 통해 두 가지 선형의 자유수면 파형, 압력분포, 한계유선 그리고 프로펠러 면에서의 속도분포를 비교하였다. 점성 유동 해석 결과를 바탕으로 두 가지 선형에 대한 유효마력 즉, 저항성능을 평가하였다. 부가물 부착에 따른 저항 증가량과 준추진효율 계수(ETAD, ${\eta}_D$)는 모형시험 자료를 활용하였다. 중형 경비정과 같은 고속선박에 관한 속도성능 추정법이 CFD와 기존 시험자료를 이용하여 개발되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제39권10호
• /
• pp.1002-1010
• /
• 2015

Natural gas hydrates are newly emerging as an environment-friendly source of energy to substitute for fossil fuels in the 21stcentury.NGHs are reported to holds much amounts of natural gas (up to 182 standard volumes of gas per volume of hydrate); they are easy to store and safe to carry at about minus 20 degree Celsius under atmospheric pressure because of the self-preservation phenomenon of gas hydrates. The transporting method by gas-ice-hydrate ship carriers has been introduced and developed by a variety of industry and research institutions. Our team has been conducted to develop NGH total systems, including a breakthrough NGH carrier for sea transportation, since 2011. The NGH pellet carrier does not require a separate cooling system for cargo, and the initial temperature is maintained through insulation of the cargo tanks throughout the transport to the final destination. The heat conducted from the exterior and passing through the insulation material of the hull should be cut off as much as possible, but heat inflow inside the cargo tank from an external source is inevitable during transport. In this study, the heat transfer in a cargo tank of a 115K NGH carrier was analyzed through simulation with a commercial CFD code to estimate the boil-off gas/boil-off rate on the developed carrier and understand major hazards that could significantly impact the safety of the vessel.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.62-70
• /
• 2002

항공기용 가스터빈엔진에 대한 경제적인 시험 기법 개발을 위해 천이상태 성능 시험 결과로부터 정상상태 성능을 예측할 수 있는 방안을 모색하였다. 천이상태 성능과 정상상태 성능이 상이한 원인을 동역학적 천이 효과, 열적 천이 효과, 공기역학적 천이 효과로 구분하고, 각각을 모델링해서 엔진의 천이상태 성능을 통해 정상상태 성능을 계산하는 보정 인자를 정량화 하였다. 엔진 성능시험은 한국항공우주연구원이 보유한 고공환경시험설비에서 이루어졌다. 먼저 천이상태 성능시험 시 나타나는 엔진 입 출구의 온도 변화가 엔진 성능에 미치는 영향을 보정했으며, 그 후 도입된 보정 인자를 사용해 정상상태 성능을 예측하였다. 이렇게 예측된 결과와 실제 정상상태 성능시험 결과를 비교한 결과, 연료 소모량의 차이 3.68% 이내로 정상상태 성능을 예측할 수 있어, 본 연구에서 사용한 보정 기법이 상당한 정도의 정확도를 보장하고 있는 것으로 나타났다.