• 한국지반공학회지:지반
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• 제6권2호
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• pp.5-20
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• 1990

지반-구조물의 동적 상호작용 해석에 있어서, 흙의 특성치들 뿐만 아니라 입력지진 자체도 무척 Random하다. 본 논문에서는 이 Randomness를 고려하기 위하여 확률론적 방법을 적용하여 상호작용 해석에 미치는 영향을 연구하였다. 이 확률론적 적용을 위해 Elastic Half Space 이론에 의해 얻어진 Complex Response 방법, Random Vibration Theory와 Rosenblueth의 Two Point Estimate 방법을 사용하여 해석을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 흙의 동적 특성치 뿐만 아니라 Kanai-Tajimi에 의하여 제안된 입력지진의 PSD Function 의 불확정성도 상당히 큼을 알 수 있었다. 이때의 Parameter의 변동계수는 0.4에서 0.6의 범위를 갖는다. 2) 흙의 동적 특성치의 불확정성의 영향이 입력지진의 그것보다는 구조물에 미치는 영향이 큼 을 알 수 있었다. 3) 입력지진과 흙의 동적 특성치 사이의 상관계수에 의한 영향은 무척 작음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.759-768
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• 2015

장대교량과 같이 길이가 긴 다 지점 구조물에서는 각 지점에서의 지반운동은 차이가 난다. 이것은 지반운동의 공간적 변화로 알려져 있다. 지반운동의 공간적 변화는 각각 다른 위치에서의 지진파 도착시간의 차이에 의해 발생하는 파동전파 효과, 이질적인 지반매체에서의 지진파 산란에 의한 일관성손실, 부지의 지반특성에 따른 부지증폭 효과 등의 이유에 의해 발생한다. 기존연구에서는 부지증폭 효과를 고려하지 않거나, 지반을 단층으로 모델링하여 이를 고려하였으나, 본 연구에서는 다층의 지반에 의한 지반운동의 증폭 및 필터링이 구조물의 지진거동에 미치는 영향을 평가하였다. 서로 다른 지층의 수와 깊이 그리고 지반특성을 가지고 있는 부지에서 공간적으로 변화하는 지반운동을 생성하였고, 일관성손실 함수의 상관성 정도와 각 부지의 지반조건에 따른 지반운동의 시간이력의 변화특성을 평가하였다. 또한, 두 개의 단위 교량으로 이루어진 교량시스템을 대상으로 각각의 부지 조건에 맞게끔 생성된 지진파를 입력으로 하는 교량해석을 통해 각 단위교량 및 단위교량 간 지진거동 특성을 비교분석하였다. 특히, 일관성손실과 지반조건이 두 교량 간 충돌 및 낙교를 유발할 수 있는 상대변위에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과 각 부지의 지반조건의 고려는 아주 중요하며 실제 구조해석에서 무시되어서는 안 될 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권5호
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• pp.368-375
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• 2018

본 연구에서는 부유식 플랫폼의 6자유도 방향으로의 주기 운동이 로터 공력 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 부유식 해상 풍력터빈에 대한 공력 해석이 수행되었다. 수치 해석을 위해 블레이드 요소 운동량 방법을 이용하였으며, 유동 박리와 후류 영향에 의한 비정상 공력 효과를 포착하기 위해 인디셜 응답 방법에 기반한 동적 실속 모델을 이용하였다. 로터에 의해 유도되는 내리 흐름은 운동량 이론과 난류 후류 상태에 대한 경험적 모델을 연계하여 계산하였다. heave, sway, surge 방향으로의 병진 운동과 roll, pitch, yaw 방향으로의 회전 운동을 포함한 플랫폼 주기 운동을 고려하였으며, 각각의 모션은 사인함수 형태로 적용되었다. 수치해석을 위한 대상 풍력터빈으로는 NREL 5MW 풍력터빈이 사용되었다. 해석 결과로부터 세 방향 병진 운동 모드 중, surge 운동 시 로터 공력 변화가 상대적으로 크게 나타났으며, 회전 운동 모드의 경우, pitch 운동에 의해 로터 공력이 크게 변화됨을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.488-497
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• 2009

The freak wave, also known as New-Year-Wave in the north Atlantic, is relatively large and spontaneous ocean surface wave that can sink even large ships and destroy maritime structures. To understand oceanic conditions that develop freak waves, we simulated and generated two versions of scale-downed waves (1:64 and 1:42) in a numerical wave tank and compared the results with the experiment in wave flume. Both of the breaking and non-breaking waves were generated in the simulation. The numerical simulation was implemented based on the finite volume method and a genetic optimization algorithm. Random values were assigned as the initial values for the parameter in the control function, which produced signals representing the motion of wave-maker. The same signal obtained from the optimization process was used for both of the simulation and the experiment. By varying the object function and restrictions of the simulation, a best profile of design wave was selected based on the characteristics, height and period of simulated waves. Results showed that the simulation and experiment with the scale of 1:42 agreed better with freak waves in the natural condition. The presented simulation method will contribute to saving the time and cost for conducting subsequent response analyses of motion under freak waves in the course of the model test for ship and maritime structure.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권3호
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• pp.253-271
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• 2012

Finite element (FE) model updating is a useful tool for global damage detection technique, which identifies the damage of the structure using measured vibration data. This paper presents the application of a finite element model updating method to detect the damage of a small-scale reinforced concrete building structure using measured acceleration data from shaking table tests. An iterative FE model updating strategy using the least-squares solution based on sensitivity of frequency response functions and natural frequencies was provided. In addition, a side constraint to mitigate numerical difficulties associated with ill-conditioning was described. The test structure was subjected to six El Centro 1942 ground motion histories with different Peak Ground Accelerations (PGA) ranging from 0.06 g to 0.5 g, and analytical models corresponding to each stage of the shaking were obtained using the model updating method. Flexural stiffness values of the structural members were chosen as the updating parameters. In model updating at each stage of shaking, the initial values of the parameter were set to those obtained from the previous stage. Severity of damage at each stage of shaking was determined from the change of the updated stiffness values. Results indicated that larger reductions in stiffness values occurred at the slab members than at the wall members, and this was consistent with the observed damage pattern of the test structure.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.463-472
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• 1994

Random 지반운동에 대한 면진수조구조물 응답의 추계학적 해석방법을 연구하였다. 유연한 벽체와 내부유체간의 유체구조물 상호작용은 유체운동의 유한요소 모델링에 의하여 얻어지는 부가질량행렬 형태로 고려되었다. 정상(定常)(Stationary)지반운동으로는 수정된 Clough-Penzien Spectral Model이 사용되었으며, 비정상(非定常)(Nonstationary)지반운동으로는 상기모델에 포락함수를 적용한 모델을 사용하였다. 운동을 지배하는 Lyapunov Covariance Matrix 미분방정식의 해를 구하여 두 종류 면진시스템의 정상응답 및 비정상응답을 해석하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권5호
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• pp.753-771
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• 2016

This paper addresses the free and transient responses of a SDOF linear complex stiffness system by making use of the Hilbert transform and the convolution integral. Because the second-order differential equation of motion having the complex stiffness give rise to the conjugate complex eigen values, its time-domain analysis using the standard time integration scheme suffers from the numerical instability and divergence. In order to overcome this problem, the transient response of the linear complex stiffness system is obtained by the convolution integral of a green function which corresponds to the unit-impulse free vibration response of the complex system. The damped free vibration of the complex system is theoretically derived by making use of the state-space formulation and the Hilbert transform. The convolution integral is implemented by piecewise-linearly interpolating the external force and by superimposing the transient responses of discretized piecewise impulse forces. The numerical experiments are carried out to verify the proposed time-domain analysis method, and the correlation between the real and imaginary parts in the free and transient responses is also investigated.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.508-513
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• 2000

Micro wave seeker detects micro wave signal reflecting from a object and modifies the angle of a antenna in the direction of a reflecting signal. Gimbal structure makes a motion in the direction of an elevation axis and an azimuth axis and change the direction of a missile toward a object. As before, Micro wave seeker is a important part of a missile. Especially, gimbal structure is designed to resist a external force generated by a strong propelling power. For that reason, it is essential to analyze a vibration feature of gimbal structure. In this paper, we analyze dynamic characteristics of a gimbal structure of a micro wave seeker. And we measure frequency response functions of a gimbal structure in order to investigate the effect of a pre-load on bearing.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권1호
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• pp.45-56
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• 2020

The application of critical excitation method with displacement-based objective function for multi degree of freedom (MDOF) systems is investigated. To this end, a new critical excitation method is developed to find the critical input motion of a MDOF system as a synthetic accelerogram. The upper bound of earthquake input energy per unit mass is considered as a new constraint for the problem, and its advantages are discussed. Considering this constraint, the critical excitation method is then used to generate synthetic accelerograms for MDOF models corresponding to three shear buildings of 10, 16, and 22 stories. In order to demonstrate the reliability of generated accelerograms to estimate dynamic response of the structures, three target ground motions with considerable level of energy contents are selected to represent "real critical excitation" of each model, and the method is used to re-generate these ground motions. Afterwards, linear dynamic analyses are conducted using these accelerograms along with the generated critical excitations, to investigate the key parameters of response including maximum displacement, maximum interstory drift, and maximum absolute acceleration of stories. The results show that the generated critical excitations can make an acceptable estimate of the structural behavior compared to the target ground motions. Therefore, the method can be reliably implemented to generate critical excitation of the structure when real one is not available.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권12호
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• pp.1347-1355
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• 2009

This paper demonstrates the validity of spectral element analysis for modeling the high-frequency dynamic behaviors of a beam with a surface-bonded piezoelectric wafer through a laboratory test. In the spectral element analysis, the high-frequency electro-mechanical interaction can be considered properly with relatively low computational cost compared to the finite element analysis. In the verification test, a cantilever beam with a surface-bonded piezoelectric wafer is forced to be in steady-state motion by exerting the harmonic driving voltage signal on the piezoelectric wafer. A laser scanning vibrometer is used to obtain the overall dynamic responses of the structure such as resonance frequencies, the associated mode shapes, and frequency response functions up to 20 kHz. Then, these dynamic responses from the test are compared to those computed by the spectral element analysis. A two-dimensional finite analysis is conducted to obtain the asymptotic solutions for the comparison purpose as well.