• Smart Structures and Systems
• /
• 제33권1호
• /
• pp.27-39
• /
• 2024

The effectiveness of conventional tuned liquid dampers (TLDs) in controlling the wind-induced response of tall flexible structures has been indicated. However, the impaired control effect in the detuning condition or a considerably high mass cost of liquid may be incurred in ensuring the high-level serviceability. To provide an efficient TLD-based solution for wind-induced vibration control, this study proposes a serviceability-oriented optimal design method for isolated TLDs (ILDs) and derives analytical design formulae. The ILD is implemented by mounting the TLD on the linear isolators. Stochastic response analysis is performed for the ILD-equipped structure subjected to stochastic wind and white noise, and the results are considered to derive the closed-form responses. Correspondingly, an extensive parametric analysis is conducted to clarify a serviceability-oriented optimal design framework by incorporating the comfort demand. The obtained results show that the high-level serviceability demand can be satisfied by the ILD based on the proposed optimal design framework. Analytical design formulae can be preliminarily adopted to ensure the target serviceability demand while enhancing the structural displacement performance to increase the safety level. Compared with conventional TLD systems, the ILD exhibits higher effectiveness and a larger frequency bandwidth for wind-induced vibration control at a small mass ratio.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
• /
• pp.597-602
• /
• 2006

Many researches have been studied several vibration control device such as TMD and TLD to reduce the influence of wind or seismic waves for high-rise buildings. TLD provides some advantages such as easy installation and low maintenance cost. However, because of the difficulties in evaluating the characteristics of TLD, the dynamic characteristics of TLD must be investigated by experiment or analysis. In this study, the dynamic response analysis of structure with TLD was carried out to verify the vibration control ability of the proposed TLD for high-rise building with about 60 stories. A real seismic wave was used, and the parameter of interest was chosen by the height of water level in the same shape of water tank. From the numerical results, the responses of structure with water tank were confirmed to be safer than those of structure without water tank.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권6호
• /
• pp.513-519
• /
• 2016

본 논문에서는 기존 파고 측정 센서의 한계를 극복하기 위하여 레이저 장비 중 LDV를 이용하여 동조액체기둥감쇠기 안의 액체의 파고를 측정하는 방법을 제안하고 검증하였다. 비접촉 센서의 장점과 LDV가 속도와 변위를 측정하는 원리를 기술하였고 대상 물체가 액체인 경우에 요구되는 사항들에 대하여 실험적으로 파악하였다. 투명한 액체는 레이저 광선을 대부분 투과시켜 LDV에 되돌아오는 광량이 부족해 측정이 불가능함을 확인하였고 이를 증가시키기 위해 염료를 혼합하였다. 이때, 염료의 색에 따라 광량에 차이가 발생함을 확인하여 LDV에 사용된 레이저 광선의 파장과 연관된 결과를 도출하였다. 염료를 혼합한 후 광량이 충분한 경우에도 발생하는 데이터의 오차를 제거하기 위해 염료의 농도를 변화시키며 그에 따른 데이터의 정확도를 파악하였다. 결과적으로 모든 가시광선의 빛을 반사시키는 흰색의 염료를 충분한 농도로 혼합하였을 때 LDV를 이용한 TLCD의 파고 측정의 실험적인 결과가 용량식 파고계와 일치함을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.286-292
• /
• 2003

본 연구에서는 나노기술을 이용하여 에너지 감쇄 기능을 활용한 감쇄기 개발에 대한 기초적인 연구를 하였다. 기계 구조물에 사용되는 기존의 유체 감쇄기를 대체할 수 있는 무기재료를 이용한 새로운 감쇄기에 대한 기초연구를 수행하여 감쇄기 설계와 실용화에 적용하고자 하였다. 완충역할을 하는 입자로는 미로구조를 가지는 실리카겔을 사용하였고, 입자에 관련한 작동 유체로는 물을 사용하여 실험적으로 그 효과를 검증하였다. 콜로이드 감쇄기를 구현하기 위해서는 형성된 실리카겔 입자의 표면을 유기 실리콘 매질을 이용한 소수화 코팅 처리를 하였다. 콜로이드 감쇄기의 에너지 감쇄량과 효율을 작동 유체에 대하여 각각 구하여 유효한 감쇄 효과를 입증하여 설계에 반영할 수 있게 되었다. 또한 압축해제에 걸리는 시간을 조사하여 기존의 유압 감쇄기와 비교한 결과 본 논문에서 제안된 감쇄기의 기능이 우수함이 입증되었다.

• 전산구조공학
• /
• 제20권1호
• /
• pp.52-58
• /
• 2007

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.375-384
• /
• 2015

해상풍력발전의 건설이 여러 가지 환경 및 가설공법 등의 설치환경 등의 원인에 의하여 건설지점이 천해에서 심해로 이동하는 경향을 나타내고 있다. 이러한 경향 속에 해상풍력발전 지지구조물의 심해화에 따른 지지구조물에 대한 연구는 중요성이 더욱 증대될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 기존의 Jacket 구조물에 대하여 Precast Concrete Block 및 Suction pile을 적용한 Jacket 구조물을 제안하고 이에 대하여 구조해석 및 안전성 평가를 실시하였다. 또한 제안된 구조물에 동조액체감쇠기를 적용하여 구조물 진동성능 향상을 도모하고자 하였다. 연구결과, 제안된 신형식 Jacket 구조물은 충분한 안전성을 가지고 있는 것으로 평가되었으며, 동조액체감쇠기를 적용하였을 경우, 약 5%의 진동저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제20권4호
• /
• pp.461-472
• /
• 2017

Explicit design formulae of liquid column vibration absorber (LCVA) for suppressing harmonic vibration of structures with small inherent structural damping are developed in this study. The developed design formulae are also applicable to the design of a tuned mass damper (TMD) and a tuned liquid column damper (TLCD) for damped structures under harmonic force excitation. The optimum parameters of LCVA for suppressing harmonic vibration of undamped structures are first derived. Numerical searching of the optimum parameters of tuned vibration absorber system for suppressing harmonic vibration of damped structure is conducted. Explicit formulae for these optimum parameters are then obtained by a series of curve fitting techniques. The analytical result shows that the control performance of TLCD for reducing harmonic vibration of undamped structure is always better than that of non-uniform LCVA for same mass and length ratios. As for the effects of structural damping on the optimum parameters, it is found that the optimum tuning ratio decreases and the optimum damping ratio increases as the structural damping is increased. Furthermore, the optimum head loss coefficient is inversely proportional to the amplitude of excitation force and increases as the structural damping is increased. Numerical verification of the developed explicit design expressions is also conducted and the developed expressions are demonstrated to be reasonably accurate for design purposes.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제9권1호
• /
• pp.71-104
• /
• 2012

In this research, a typical tension-leg type of floating platform incorporated with an innovative concept of underwater tuned liquid column damper system (UWTLCD) is studied. The purpose of this study is to improve the structural safety by means of mitigating the wave induced vibrations and stresses on the offshore floating Tension Leg Platform (TLP) system. Based on some encouraging results from a previous study, where a Tuned Liquid Column Damper (TLCD) system was employed in a floating platform system to reduce the vibration of the main structure, in this study, the traditional TLCD system was modified and tested. Firstly, the orifice-tube was replaced with a smaller horizontal tube and secondly, the TLCD system was combined into the pontoon system under the platform. The modification creates a multipurpose pontoon system associated with vibration mitigation function. On the other hand, the UWTLCD that is installed underwater instead would not occupy any additional space on the platform and yet provide buoyancy to the system. Experimental tests were performed for the mitigation effect and parameters besides the wave conditions, such as pontoon draught and liquid-length in the TLCD were taken into account in the test. It is found that the accurately tuned UWTLCD system could effectively reduce the dynamic response of the offshore platform system in terms of both the vibration amplitude and tensile forces measured in the mooring tethers.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
• /
• pp.161-165
• /
• 2011

본 논문에서는 고유진동수 조절이 가능한 새로운 형태의 액체댐퍼를 개발하였다. 동조댐퍼는 구조물의 설계단계에서 응답평가를 통해 필요성이 요구된다. 건물은 설계단계에서 고유진동수와 시공 후 고유진동수가 상이하다. 액체댐퍼의 형태는 설계단계에서 건물의 고유진동수를 동조시킬 수 있도록 설계되기 때문에 고유진동수가 고정이 될 수 있다. 본 연구에서는 제안한 댐퍼의 전체적인 형태는 기존의 Liquid Column Vibration Absorber(LCVA)와 같다. 기존의 LCVA는 시공 후 건물의 고유진동수에 동조시키기 위해 물높이를 조절하나 층고 때문에 제한이 있다. 우리가 제안한 새로운 형태의 액체댐퍼는 물높이 조절 뿐 아니라 수직관의 면적을 조절하여 고유진동수를 조절 할 수 있도록 개발하였다. LCVA의 수직관을 일정한 면적의 독립된 셀로 나누었으며 이 셀을 각각 밀폐시킬 수 있도록 하였다. 밀폐된 셀 안으로는 공기압력에 의해 물이 차지 않고 차 있는 물도 움직이지 않게 된다. 밀폐된 셀의 개수를 조정하여 수직관의 면적이 조절하여 고유진동수를 변화시킬 수 있다. 제작된 액체댐퍼의 밀폐된 셀 개수를 조절하여 진동대 실험을 통해 댐퍼의 고유진동수를 파악하였다. 실험으로 나온 고유진동수와 이론적으로 산정한 고유진동수를 비교하여 댐퍼의 사용성을 평가하였다. 개발된 액체 댐퍼의 수직관의 면적 조절을 통해 고유진동수 조절이 용이하여 실제로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2962-2964
• /
• 2005

Magneto-Rheological (MR) fluid is suspension of fine magnetic particles in a liquid carrier such as silicon oil or water. MR fluid exhibits solid-like mechanical behavior into chain or clusters with high yield stress when magnetic field is applied to the particles. The response of MR fluids is very quick and reversible after removal of the field. MR Fluids have high yield stress (up to 5kPs) and operate in low voltage power supply. Recently, MR damper using MR fluids was open used in vibration control system such as structural devices, seat vibration controllers and helicopter rotor systems, but it is too big in size and heavy. Therefore, it is not appreciate to rehabilitation devices such as prosthetic limbs.