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Earth Dam의 파괴로 인한 유출수문곡선의 해석 (An Analysis of Outflow Hydrograph Resulting from an Earth Dam-Break)

  • 한건연;이종태;이원환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.41-50
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    • 1985
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 earth dam 파괴로 인한 유출수문곡선(流出水文曲線)의 해석(解析)을 실시(實施)하였다. Earth dam의 파괴에 대하여 이제까지 연구(硏究), 조사(調査) 파괴양상 및 저류방정식등(貯溜方程式等) 바탕으로 DBFW(Dam Break Flood Wave) 모형(模型)을 개발(開發)하였고 개발(開發)된 모형(模型)을 Teton과 Buffalo-Creek 댐에 적용(適用)하여 유출수문곡선(流出水文曲線)을 해석(解析)하였는데 그 결과(結果)는 유출수문곡선(流出水文曲線)의 형상(形狀)이나 첨두유량(尖頭流量) 및 첨두발생시간(尖頭發生時間) 등에 대하여 NWS의 조사결과(調査結果)와 매우 작은 편차(偏差)로 일치(一致)하고 있어 본(本) 모형(模型)의 적용성(適用性)을 입증(立證)하였다. 파괴양상이 유출수문곡선(流出水文曲線)에 미치는 영향은 저수지(貯水池)의 지형학적(地形學的) 특성(特性), 파괴부의 형태(形態), 파괴폭 및 파괴지속시간등이 큰 것으로 나타났으며, 국내 earth dam을 지형학적(地形學的) 특성(特性)에 의하여 4가지 type으로 구분(區分)하고 각각에 대한 수위(水位)-수표면적(水表面積) 관계식(關係式)을 도출(導出)한 후 임의의 댐 높이와 파괴지족시간에 대한 첨두유출량(尖頭流出量) 및 유출수문곡선(流出水文曲線) 구할 수 있는 도표(圖表)를 제시(提示)하였다.

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여러 Wing들로 구성된 3차원 구조물의 효율적인 해석모델 (Efficient Analysis for a Three-Dimensional Multistory Structure with Wings)

  • 문성권;이동근
    • 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.

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크리로프 부공간법에 근거한 모델차수축소기법을 통한 배열형 MEMS 공진기의 주파수응답해석 (Frequency Response Analysis of Array-Type MEMS Resonators by Model Order Reduction Using Krylov Subspace Method)

  • 한정삼;고진환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권9호
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    • pp.878-885
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    • 2009
  • One of important factors in designing MEMS resonators for RF filters is obtaining a desired frequency response function (FRF) within a specific frequency range of interest. Because various array-type MEMS resonators have been recently introduced to improve the filter characteristics such as bandwidth, pass-band, and shape factor, the degrees of freedom (DOF) of finite elements for their FRF calculation dramatically increases and therefore raises computational difficulties. In this paper the Krylov subspace-based model order reduction using moment-matching with non-zero expansion points is represented as a numerical solution to perform the frequency response analyses of those array-type MEMS resonators in an efficient way. By matching moments at a frequency around the specific operation range of the array-type resonators, the required FRF can be efficiently calculated regardless of their operating frequency from significantly reduced systems. In addition, because of the characteristics of the moment-matching method, a minimal order of reduced system with a prearranged accuracy can be determined through an error indicator using successive reduced models, which is very useful to automate the order reduction process and FRF calculation for structural optimization iterations. We also found out that the presented method could obtain the FRF of a $6\times6$ array-type resonator within a seventieth of the computational time necessary for the direct method and in addition FRF calculation by the mode superposition method could not even be completed because of a data overflow with a half after calculation of 9,722 eigenmodes.

구조 건전성 모니터링을 위한 광섬유 브래그 격자 센서와 차동법을 적용한 로드셀 개발 (Development of Load Cell Using Fiber Brags Grating Sensors and Differential Method for Structural Health Monitoring)

  • 김대현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.299-307
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    • 2009
  • 광섬유 센서 기술은 기존의 상용 센서의 어려움을 극복할 수 있어 전자기학 잡음과 전기 쇼크의 영향이 강한 폭발환경에서도 충분히 사용이 가능하다. 최근 이러한 장점들로 인해 여러 종류의 광섬유 센서들이 활발히 연구 개발되고 있다. 또한 비파괴검사/평가 분야로써 구조 건전성 감시를 위한 광섬유 센서의 다양한 적용 연구 분야가 존재한다. 그러나 로드셀과 같은 종류의 센서들은 상대적으로 상용화가 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 사용한 광섬유 로드셀을 보여준다. 본 로드셀의 형상은 링크타입이고, 세 개의 광섬유 브래그 격자 센서를 사용하여 세 지점의 변형률을 각기 측정한다 특히 이들 변형률은 온도와 같은 동상 잡음을 제거하기 위해 차동법을 사용하여 신호처리 된다. 더 나아가 본 로드셀의 감도, 선형성 그리고 해상도를 인장실험을 통해 성공적으로 검증하였다.

Head 플레이트 상세에 따른 Headed Bars의 인발거동에 관한 연구 (Pull-out Behaviors of Headed Bars with Different Details of Head Plates)

  • 박현규;윤영수;류영섭;이만섭
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.95-104
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    • 2002
  • 이 논문은 콘크리트 콘 파괴에 의해 지배될 때의 인장력의 예측과 Headed bar의 인발 파괴 양상을 보여준다. 1개의 다른 플레이트 형상과 세가지의 서로 다른 용접 방법에 따라 시험이 이루어졌다. 시험의 변수는 Headed plate에 연결된 철근의 직경(16mm, 19mm, 22mm), 형상(원형, 직사각형, 정사각형)과 head plate의 차원(면적, 두께), 철근과 head plate와의 연결을 위한 용접 방법(일반용접, 마찰용접)이다. Headed bar는 ASTM 970-98에 기초한 모양과 두께를 가진 다른 단면적으로 제조되었으며 콘크리트의 부착 길이는 CSA 23.3-94에 의거하여 산정되었다. 정적 인장하중이 적용되었으며 시험 인발 성능은 ACI-349와 CCD 방법과 같은 현재의 설계방법에 의해 산출된 값과 비교하였다. 실험결과와 기존식을 비교하면 Headed bar가 앵커와 달리 넓은 플레이트 면적과 이형철근으로 인해 기준식에 비해 높은 강도와 큰 파괴 반경을 나타내었다.

Study on the Development of Public Bench Design for Campus

  • Lee, Young-Choon
    • 한국가구학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.566-574
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    • 2009
  • Recent tendency in modern society for urban design and public space forming it recommended diversity of studies and design development, for the interest in urban design is increasing. In particular, street furniture being one of the important components to construct public space has been researched and developed in aspects of formative and emotional style, broken from the old way of the function-oriented purpose. It could be said that this results from the desire of human pursuing a well-off life, the new value standard regarding design and the life styles in mode. The new development of street furniture could be a creating the value-added source potentially being able to raise community, identity of nation and international competitiveness, beyond the primary purpose, namely the improvement of surrounding environment, and therefore the most of countries in the world are concentrating their life and death on development of design in reality. For this investigation the concept of city design, the basic content analysis of the street furniture and also the contents in the related sectors were reported. In order to develop the bench design, one of the representative items of the street furniture furthermore it was proceeded that basic process for the design like data searching for the object place and the existing case studies. On the basis of this the series of the design development processes such as idea sketch, computer rendering and drawing work were described step by step. The aim of this study is therefore to contribute in compiling the development processes of bench design as a new shape into a data and in utilizing it as a design case study and research material in the related sectors.

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Experimental axial force identification based on modified Timoshenko beam theory

  • Li, Dong-sheng;Yuan, Yong-qiang;Li, Kun-peng;Li, Hong-nan
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제4권2호
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    • pp.153-173
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    • 2017
  • An improved method is presented to estimate the axial force of a bar member with vibrational measurements based on modified Timoshenko beam theory. Bending stiffness effects, rotational inertia, shear deformation, rotational inertia caused by shear deformation are all taken into account. Axial forces are estimated with certain natural frequency and corresponding mode shape, which are acquired from dynamic tests with five accelerometers. In the paper, modified Timoshenko beam theory is first presented with the inclusion of axial force and rotational inertia effects. Consistent mass and stiffness matrices for the modified Timoshenko beam theory are derived and then used in finite element simulations to investigate force identification accuracy under different boundary conditions and the influence of critical axial force ratio. The deformation coefficient which accounts for rotational inertia effects of the shearing deformation is discussed, and the relationship between the changing wave speed and the frequency is comprehensively examined to improve accuracy of the deformation coefficient. Finally, dynamic tests are conducted in our laboratory to identify progressive axial forces of a steel plate and a truss structure respectively. And the axial forces identified by the proposed method are in good agreement with the forces measured by FBG sensors and strain gauges. A significant advantage of this axial force identification method is that no assumption on boundary conditions is needed and excellent force identification accuracy can be achieved.

Risk identification, assessment and monitoring design of high cutting loess slope in heavy haul railway

  • Zhang, Qian;Gao, Yang;Zhang, Hai-xia;Xu, Fei;Li, Feng
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제5권1호
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    • pp.67-78
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    • 2018
  • The stability of cutting slope influences the safety of railway operation, and how to identify the stability of the slope quickly and determine the rational monitoring plan is a pressing problem at present. In this study, the attribute recognition model of risk assessment for high cutting slope stability in the heavy haul railway is established based on attribute mathematics theory, followed by the consequent monitoring scheme design. Firstly, based on comprehensive analysis on the risk factors of heavy haul railway loess slope, collapsibility, tectonic feature, slope shape, rainfall, vegetation conditions, train speed are selected as the indexes of the risk assessment, and the grading criteria of each index is established. Meanwhile, the weights of the assessment indexes are determined by AHP judgment matrix. Secondly, The attribute measurement functions are given to compute attribute measurement of single index and synthetic attribute, and the attribute recognition model was used to assess the risk of a typical heavy haul railway loess slope, Finally, according to the risk assessment results, the monitoring content and method of this loess slope were determined to avoid geological disasters and ensure the security of the railway infrastructure. This attribute identification- risk assessment- monitoring design mode could provide an effective way for the risk assessment and control of heavy haul railway in the loess plateau.

Comparison of semi-active and passive tuned mass damper systems for vibration control of a wind turbine

  • Lalonde, Eric R.;Dai, Kaoshan;Bitsuamlak, Girma;Lu, Wensheng;Zhao, Zhi
    • Wind and Structures
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    • 제30권6호
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    • pp.663-678
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    • 2020
  • Robust semi-active vibration control of wind turbines using tuned mass dampers (TMDs) is a promising technique. This study investigates a 1.5 megawatt wind turbine controlled by eight different types of tuned mass damper systems of equal mass: a passive TMD, a semi-active varying-spring TMD, a semi-active varying-damper TMD, a semi-active varying-damper-and-spring TMD, as well as these four damper systems paired with an additional smaller passive TMD near the mid-point of the tower. The mechanism and controllers for each of these TMD systems are explained, such as employing magnetorheological dampers for the varying-damper TMD cases. The turbine is modelled as a lumped-mass 3D finite element model. The uncontrolled and controlled turbines are subjected to loading and operational cases including service wind loads on operational turbines, seismic loading with service wind on operational turbines, and high-intensity storm wind loads on parked turbines. The displacement and acceleration responses of the tower at the first and second mode shape maxima were used as the performance indicators. Ultimately, it was found that while all the semi-active TMD systems outperformed the passive systems, it was the semi-active varying-damper-and-spring system that was found to be the most effective overall - capable of controlling vibrations about as effectively with only half the mass as a passive TMD. It was also shown that by reducing the mass of the TMD and adding a second smaller TMD below, the vibrations near the mid-point could be greatly reduced at the cost of slightly increased vibrations at the tower top.

해석프로시져를 이용한 리치컷형 폭발볼트 분리기구 해석 (The Interpretation of Separation Mechanism of Ridge-Cut Explosive Bolt Using Simulation Programs)

  • Lee, Yeung-Jo
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.102-114
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    • 2004
  • 리치컷형 폭발볼트 모델에서, 3차원 솔리드 모델링을 통한 형상모델의 작성, 요소분할 방법, 경계조건의 부과 및 해석방법. 계산결과의 처리 등 폭발볼트의 수치해석에 필요한 모든 과정을 정립하고, 해석결과와 이미 수행된 시험결과의 비교를 통하여 볼트의 파손해석에 사용될 수 있는 파손모델과 파손응력을 선정하였다. 해석에는 볼트의 파손응력을 결정할 때 사용한 모델과, 시험결과와 해석결과로부터 설정된 파손모델의 타당성 평가를 위한 추가 모델들을 사용하였으며, 정립된 해석 프로시져의 적용으로 기존에 의존하였던 성능시험 평가 횟수를 대폭 줄일 수 있을 것으로 생각되며. 이에 따른 개발기간의 단축도 함에 고려할 수 있다. 특히, 기존의 폭발볼트 설계할 때 어려운 점으로 여겨졌던 폭발볼트의 최종 성능에 미치는 여러 가지 인자의 영향을 쉽게 평가할 수 있어, 이러한 설계능력향상, 시제품 제작 횟수의 감소, 개발기간의 단축 등은 최종적으로 시제개발 원가절감의 효과를 갖다 줄 것으로 판단된다.