Buckling-restrained braces are passive control devices with high level of energy dissipation ability. However, they suffer from low post-yield stiffness which makes them vulnerable to severe ground motions, especially near-field earthquakes. Among the several methods proposed to improve resistance of BRB frames, mega-brace configuration can be a solution to increase frame lateral strength and stiffness and improve distribution of forces to prevent large displacement in braces. Due to the limited number of research regarding the performance of such systems, the current paper aims to assess seismic performance of BRB frames with mega-bracing arrangement under near-field earthquakes via a detailed probabilistic framework. For this purpose, a group of multi-story mega-BRB frames were modelled by OpenSEES software platform. In the first part of the paper, simplified procedures including nonlinear pushover and Incremental Dynamic Analysis were conducted for performance evaluation. Two groups of near-fault seismic ground motions (Non-pulse and Pulse-like records) were considered for analyses to take into account the effects of record-to-record uncertainties, as well as forward directivity on the results. In the second part, seismic reliability analyses are conducted in the context of performance based earthquake engineering. Two widely-known EDP-based and IM-based probabilistic frameworks are employed to estimate collapse potential of the structures. Results show that all the structures can successfully tolerate near-field earthquakes with a high level of confidence level. Therefore, mega-bracing configuration can be an effective alternative to conventional BRB bracing to withstand near-field earthquakes.
In order to achieve stable and efficient use of energy at iron and steel works, a model for the prediction of supply and demand of electric power system is developed on the basis of the information on operation and particular patterns of electric power consumption. The optimal amount of electric power to be purchased and the optimal fuel allocation for the in-house electric power plants are also obtained by a mixed-integer linear programming(MILP) and a nonlinear programming (NLP) solutions, respectively. The validity and the effectiveness of the proposed model are investigated by several illustrative examples. The simulation results show the satisfactory energy saving by the optimal solution obtained through this research.
본 논문은 비선형 시스템에 대하여 강인한 고이득 관측기 설계 방법을 제안하였고 그것의 안정성을 리아푸노프 이론을 기반으로 분석하였다. 그 시스템의 상태는 측정 할 수 없다고 가정하였다. 제안된 고이득 관측기는 역학식에 추정 오차의 적분을 포함한다. 그것은 고이득 관측기의 성능을 향성시키고 제안된 관측기가 잡음, 불확실성, 피킹 현상과 같은 것들에 대해 강인하도록 만든다. 그것의 안정성은 리아푸노프 방법에 의해 분석된다. 이를 출력 되먹임 제어기에 적용하였고 모의실험 결과를 통해 기존의 관측기기반의 출력 되먹임 제어기, 상태 되먹임 제어기와 비교하여 제안된 방법의 효율성을 증명하였다.
We compared a novel encoding Lempel-Ziv complexity (ELZC) with three common complexity algorithms i.e., approximate entropy (ApEn), sample entropy (SampEn), and classic Lempel-Ziv complexity (CLZC) so as to determine a satisfied complexity and its corresponding quality indices for assessing quality of multi-lead electrocardiogram (ECG). First, we calculated the aforementioned algorithms on six artificial time series in order to compare their performance in terms of discerning randomness and the inherent irregularity within time series. Then, for analyzing sensitivity of the algorithms to content level of different noises within the ECG, we investigated their change trend in five artificial synthetic noisy ECGs containing different noises at several signal noise ratios. Finally, three quality indices based on the ELZC of the multi-lead ECG were proposed to assess the quality of 862 real 12-lead ECGs from the MIT databases. The results showed the ELZC could discern randomness and the inherent irregularity within six artificial time series, and also reflect content level of different noises within five artificial synthetic ECGs. The results indicated the AUCs of three quality indices of the ELZC had statistical significance (>0.500). The ELZC and its corresponding three indices were more suitable for multi-lead ECG quality assessment than the other three algorithms.
We investigated the structure-activity relationships on use of multi-layer neural networks. The relationships are techniques required in developments of medicines. Since many kinds of observations might be adopted on the techniques, we discussed some points between the observations and the properties of multi-layer neural networks. In the structure-activity relationships, an important property is not that standard deviations are nearly equal to zero for observed physiological activity, but prediction ability for unknown medicines. Since we adopted non-linear approximation, the function to represent the activity can be defined by observations; therefore, we believe that the standard deviations have not significance. The function was examined by "leave-one-out" method, which was originally introduced for the multi-regression analysis. In the linear approximation, the examination is significance, however, we believe that the method is inappropriate in case of nonlinear fitting as neural networks; therefore, we derived a new index fer the relationships from the differential of information propagation in the neural network. By using the index, we discussed physiological activity of an anti-cancer medicine, Mitomycine derivatives. The neuro-computing suggests that there is no direction to extend the anti-cancer activity of Mitomycine, which is close to the trend of anticancer developing.
Seismic control performance of MR dampers, which have severe nonlinearity, differs with respect to the dynamic characteristics of an earthquake such as magnitude, frequency and duration. In this study, the effects of excitation characteristics on the equivalent linear system of a building structure with the MR damper are investigated through numerical analysis for artificial ground motions generated from different response spectrums. The equivalent damping ratio of the structure with the MR damper is calculated using Newmark and Hall's equations for ground motion amplification factors. It is found that the equivalent damping ratio of the structure with the MR damper is dependent on the ratio of the maximum friction force of the MR damper over excitation magnitude. frequency contents of the earthquake ground motion affects the equivalent damping ratio of long-period structures considerably. Also, additional damping effect caused by interaction between the viscousity and friction of the MR damper is observed. Finally, response reduction factors for equivalent linear systems are proposed in order to improve accuracy in the prediction of the actual nonlinear response.
Structures with additional frictional damping system have strong nonlinearity that the dynamic behavior is highly affected by the relative magnitude between frictional force and excitation load. In this study, normalized response spectra of the structures with non-dimensional friction force are obtained through nonlinear time history analyses of the mass-normalized single degree of freedom systems using 20 ground motion data recorded on rock site. The variation of the control performance of frictional damping system is investigated in terms of the dynamic load and the structural natural period, of which effects were not considered in the previous studies. Least square curve fitting equations are presented for describing those normalized response spectrum and optimal non-dimensional friction forces are obtained for controlling the peak displacement and absolute acceleration of the structure based on the derivative of the curve-fitted design spectrum.
Prefabricated bridge substructures provide new possibility for designers in terms of efficiency of creativity, fast construction, geometry control and cost. Even though prefabricated bridge columns are widely adopted as a substructure system in the bridge construction project recently, lack of deeper understanding of the seismic behavior of prefabricated bridge substructures cause much concern on their performance in high seismic zones. In this paper, experimental research works are presented to verify enhanced design concepts of prefabricated bridge piers. Integration of precast segments was done with continuity of axial prestressing tendons and mild reinforcing bars throughout the construction joints. Cyclic tests were conducted to investigate the effects of the design parameters on seismic performance. An analytical method for moment-curvature analysis of prefabricated bridge columns is conducted in this study. The method is validated through comparison with experimental results and the fiber model analysis. A parametric study is conducted to observe the seismic behavior of prefabricated bridge columns using the analytical study based on strain compatibility method. The effects of continuity of axial steel and tendon, and initial prestressing level on the load-displacement response characteristics, i.e., the strain of axial mild steels and posttensioned tendon at fracture and concrete crushing strain at the extreme compression fiber are investigated. The analytical study shows the layout of axial mild steels and posttensioned tendons in this experiment is the optimized arrangement for seismic performance.
In this paper, we present a mathematical model of the piezoelectric pump and its application to the automobile brake system. The piezoelectric pump consists of a multi-layered piezoelectric element a diaphragm, pumping values, resonant pipes and accumulators, and the maximum pumping power of 62W nab obtained in the previous experiments by using the piezoelectric element of 22mm diameter and 55.5mm length. A detailed mathematical model of the pump is derived here by considering the compressibility of the working oil, nonlinear characteristics of piezoelectric element, the time delay of pumping values' action and be on. The validity of the model is illustrated by comparing the experimental data and the simulation results. Using the mathematical model of the piezoelectric pump, a brake system for automobile disk brake is also simulated in this paper. The brake system consists of a piezoelectric pump as a power source, calipers and its piston to generate brake force, and a three position solenoid value to change the brake situation. It is shown that 15mm/sec of piston speed and 20kN of piston force are obtained by using the piezoelectric element of 33mm diameter and 55.5mm length.
In this paper we propose nonlinear control system for automatic unmanned vehicle using a RC (Radio Controlled) car which is usually controlled by a remote controller. In the proposed system, a RC car is dissembled and reassembled with several parts enabling it to be controlled by an android mobile platform with Bluetooth communication. In our system, an android mobile smartphone is mounted on the RC car and plays an important role as an eye of the car. The proposed system automatically controls the RC car to follow a lane that we draw on the floor of our laboratory. Also, the proposed RC car system can also be controlled manually using the accelerometer sensor of a smartphone through a Bluetooth module. Our proposed system that has both manual mode and automatic mode consists of several components; a microprocessor unit, a Bluetooth serial interface module, a smartphone, a dual motor controller and a RC toy car. We are now in the development of a group driving system in which one car follows the front car that tracks a lane automatically.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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