• 한국가시화정보학회지
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• 제16권1호
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• pp.30-36
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• 2018

In the present study, we investigate the flow characteristics of a quadrotor UAV in a hovering mode by measuring multiple two-dimensional velocity fields in the wake. The experiment is conducted at Re = 24,000 in a chamber large enough to neglect the ground effect, where Re is the Reynolds number based on the rotor chord length and the rotor tip speed. The rotational speed of the rotor is determined by an optical tachometer so that the lift force can be balanced with the weight of the UAV. The velocity field measured on the center plane of the rotor shows that the vortices are shedding from the tip of the rotor, inducing large fluctuations in the streamwise velocity along the wake shear layer. The strength of the rotor-tip vortex shedding is asymmetric with respect to the rotor axis due to the interaction between the rotor and the wake centerline of each rotor is inclined to the center of the UAV due to the pressure difference caused by the induced velocity. The wake from each rotor moves closer to each other while traveling in the streamwise direction, and then is merged together inducing large fluctuations in the transverse velocity. Due to the wake merging, on the center plane of the UAV, the velocity increases in the streamwise direction showing two-peak structure in the streamwise velocity contours.

• 화약ㆍ발파
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• 제32권2호
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• pp.1-8
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• 2014

본 연구는 발파공간 지연시차에 의한 진동의 전파 특성을 파악하기 위해서 공간격, 저항선, 천공장 그리고 장약량 등을 달리하여 총 16회의 시험발파(2~3공)를 시행하여 지반진동 예측식을 도출하였다. 그리고 도출된 평균 지반진동 예측식을 이용하여 발파공간 지연시차에 따른 최대입자속도의 노모그램 분석과 지반진동 예측을 통해 진동특성을 규명하였고, 국토교통부의 "도로공사 노천발파 설계 시공 지침 및 요령"에 제시된 표준발파공법의 공법별 경계 기준 장약량인 0.5, 1.6, 5, 15kg을 적용하여 지연시차에 따른 진동 증가율을 비교 분석하였다. 그리하여 장약량에 따라 진동제어에 유리한 발파방법을 제안하여 발파설계의 인자로 사용할 수 있도록 하였다.

• Wind and Structures
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• 제35권5호
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• pp.309-322
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• 2022

Due to the complex terrain around high-speed railways, the windbreaks were established along different landforms, resulting in irregular windbreak transition regions between different subgrade infrastructures (flat ground, cutting, embankment, etc). In this paper, the effect of a windbreak transition on the wind flow around railways subjected to crosswinds was studied. Wind tunnel testing was conducted to study the wind speed change around a windbreak transition on flat ground with a uniform wind speed inflow, and the collected data were used to validate a numerical simulation based on a detached eddy simulation method. The validated numerical method was then used to investigate the effect of the windbreak transition from the flat ground to cutting (the "cutting" is a railway subgrade type formed by digging down from the original ground) for three different wind incidence angles of 90°, 75°, and 105°. The deterioration mechanism of the flow fields and the reasons behind the occurrence of the peak wind velocities were explained in detail. The results showed that for the windbreak transition on flat ground, the impact was small. For the transition from the flat ground to the cutting, the influence was relatively large. The significant increase in the wind speeds was due to the right-angle structure of the windbreak transition, which resulted in sudden changes of the wind velocity as well as the direction. In addition, the height mismatch in the transition region worsened the protective effect of a typical windbreak.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.35-44
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• 2011

최대지반가속도(PGA : Peak Ground Acceleration)는 지진파의 최대값을 나타내는 매개변수(Parameter)이며 주로 지진파의 강도를 나타낸다. PGA가 동일하더라도 지진파에 따라 다른 동적특성을 가질 수 있고 구조물에 미치는 영향도 다를 수 있다. 따라서 PGA만으로 구조물에 미치는 지진의 특성을 평가하는 것은 바람직하지 못하다. 본 연구에서는 구조물의 비탄성 지진응답해석을 위하여 단자유도(Single Degree Of Freedom) 구조물의 시간이력해석 수행하였으며, 수치해석모델은 완전 탄소성(Perfect Elasto-Plastic)으로 가정하였다. 검토한 입력 지진파는 El Centro NS(1940)의 값을 증감한 지진파를 포함한 실측지진파, 인공지진파를 사용하였다. 이와 같은 수치해석을 통하여 PGA가 동일한 인공지진파들에 대해 비탄성 지진응답해석을 수행하고, 각 지진파에 대하여 변위연성도와 누적소산에너지를 비교하였다. 그 결과 동일한 PGA를 가지더라도 지진파에 따라 서로 다른 응답을 확인할 수 있었다. 따라서 지진의 특성뿐 아니라 구조물의 특성을 반영할 수 있는 지표가 필요할 것으로 판단된다. 구조물의 비탄성 지진응답을 대표할 수 있는 SI(Spectrum Intensity)는 속도응답스펙트럼의 일정구간에 대한 적분을 통하여 얻을 수 있다. 이러한 SI와 변위연성도 및 누적소산에너지의 상관관계 분석을 통하여 구조물의 지진에 대한 비탄성응답의 대표값으로 SI가 적합하다는 것을 확인할 수 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권3호
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• pp.29-50
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• 2015

측정된 지반진동의 최대입자속도 자료에 대한 통계분석을 통해 환산거리 개념에 기초한 안전발파 설계조건식을 구할 수 있다. 국내에서 널리 사용되는 환산거리에는 자승근 환산거리(SRSD)와 삼승근 환산거리(CRSD)의 두 가지가 있다. 하지만 SRSD와는 대조적으로, CRSD의 장약량 함수는 두 회귀식의 유사한 적합도에도 불구하고 두 함수의 교점을 지나면 기하급수적으로 증가하게 된다. 따라서 CRSD의 지나치게 많은 장약량으로 인해 발생할 지도 모를 구조물의 피해를 방지하기 위해 본 논문에서는 CRSD는 어떤 특정한 거리 이내에서만 사용하도록 제한한다. 한편, 진동의 주파수 스펙트럼에 대한 충분한 고려도 없이 PPV로부터 진동레벨(vibration level; VL)을 예측하거나 환산거리에 따라 VL을 추정하려는 시도들이 있다. 이 시도들은 발파공사 과정에서 소음진동관리법을 충족시키려는 목적으로 이루어지는 것으로 보인다. 소음진동관리법은 생활소음과 생활진동을 주로 취급하고 있다. 그러나 원칙적으로 전체 주파수 스펙트럼 상에서는 속도나 가속도 피크치 사이에는 아무런 상관관계도 존재할 수 없다. 따라서 이러한 상관관계나 추정식의 유도작업은 반드시 동일하거나 매우 유사한 주파수 스펙트럼을 지니는 파동들에 한해서 수행되어야 한다. 끝으로, 구조물의 손상은 PPV 수준과 관련이 있는 것으로 알려져 있으므로 구조물에 대한 지반진동 규제기준에서는 주파수대역별 PPV를 사용하는 것이 바람직하다고 본다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권1호
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• pp.27-39
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• 2010

측정된 지반진동의 최대입자속도 자료에 대한 통계분석을 통해 환산거리 개념에 기초한 제어발파 설계조건식은 구할 수 있다. 이들 설계조건식들은 안전발파를 위한 다양한 허용기준에 따라 사용할 수 있는 환산거리의 최소값을 정의하는 형태로 되어 있다. 국내에서 널리 사용되는 환산거리에는 자승근 환산거리(SRSD)와 삼승근 환산거리(CRSD)의 두 가지가 있다. 따라서 SRSD와 CRSD의 설계조건식들은 각각 $D/\sqrt{W}{\geq}30m/kg^{1/2}$와 $D/\sqrt[3]{W}{\geq}60m/kg^{1/3}$의 형태가 된다. 제어발파 설계 시에는 이들 조건식들과 이격거리를 알고 있으므로 지반진동에 대해 구조물의 안정을 보장할 수 있는 최대 지발당장약량를 계산할 수 있다. 그러나 SRSD와 CRSD의 최대 지발당장약량은 각각 $W=O(D^2)$와 $W=O(D^3)$의 차원으로 나타난다. 따라서 SRSD에 비해 CRSD의 장약량은 두 회귀식의 유사한 적합도에도 불구하고 두 함수의 교점을 지나면 기하급수적으로 증가하게 된다. 따라서 본 논문에서는 CRSD의 지나치게 많은 장약량으로 인해 발생할 지도 모를 구조물의 피해를 방지하기 위해 CRSD는 어떤 특정한 거리 이내에서만 사용하도록 제한한다. 그 정확한 한계는 SRSD와 CRSD의 장약량 차가 교점 이내에서의 양자 간의 최대차를 초과하기 시작하는 점까지이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권2호
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• pp.121-133
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• 2023

The demand for cement and limestone crushed materials has increased many folds due to the tremendous increase in construction activities in Pakistan during the past few decades. The number of cement production industries has increased correspondingly, and so the rock-blasting operations at the limestone quarry sites. However, the safety procedures warranted at these sites for the blast-induced ground vibrations (BIGV) have not been adequately developed and/or implemented. Proper prediction and monitoring of BIGV are necessary to ensure the safety of structures in the vicinity of these quarry sites. In this paper, an attempt has been made to predict BIGV using artificial neural network (ANN) at three selected limestone quarries of Pakistan. The ANN has been developed in Python using Keras with sequential model and dense layers. The hyper parameters and neurons in each of the activation layers has been optimized using randomized and grid search method. The input parameters for the model include distance, a maximum charge per delay (MCPD), depth of hole, burden, spacing, and number of blast holes, whereas, peak particle velocity (PPV) is taken as the only output parameter. A total of 110 blast vibrations datasets were recorded from three different limestone quarries. The dataset has been divided into 85% for neural network training, and 15% for testing of the network. A five-layer ANN is trained with Rectified Linear Unit (ReLU) activation function, Adam optimization algorithm with a learning rate of 0.001, and batch size of 32 with the topology of 6-32-32-256-1. The blast datasets were utilized to compare the performance of ANN, multivariate regression analysis (MVRA), and empirical predictors. The performance was evaluated using the coefficient of determination (R²), mean absolute error (MAE), mean squared error (MSE), mean absolute percentage error (MAPE), and root mean squared error (RMSE)for predicted and measured PPV. To determine the relative influence of each parameter on the PPV, sensitivity analyses were performed for all input parameters. The analyses reveal that ANN performs superior than MVRA and other empirical predictors, andthat83% PPV is affected by distance and MCPD while hole depth, number of blast holes, burden and spacing contribute for the remaining 17%. This research provides valuable insights into improving safety measures and ensuring the structural integrity of buildings near limestone quarry sites.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권5호
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• pp.931-953
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• 2016

In this paper, the effects of mass eccentricity of superstructure as well as stiffness eccentricity of isolators on the amplification of seismic responses of base-isolated structures are investigated by using mathematical near-fault pulse models. Superstructures with 3, 6 and 9 stories and aspect ratios equal to 1, 2 and 3 are mounted on a reasonable variety of Triple Concave Friction Pendulum (TCFP) bearings considering different period and damping ratio. Three-dimensional linear superstructure mounted on nonlinear isolators are subjected to simplified pulses including fling step and forward directivity while various pulse period ($T_p$) and Peak Ground Velocity (PGV) amounts as two crucial parameters of these pulses are scrutinized. Maximum isolator displacement and base shear as well as peak superstructure acceleration and drift are selected as the main engineering demand parameters. The results indicate that the torsional intensification of different demand parameters caused by superstructure mass eccentricity is more significant than isolator stiffness eccentricity. The torsion due to mass eccentricity has intensified the base shear of asymmetric 6-story model 2.55 times comparing to symmetric one. In similar circumstances, the isolator displacement and roof acceleration are increased 49 and 116 percent respectively in the presence of mass eccentricity. Furthermore, it is demonstrated that torsional effects of mass eccentricity can force the drift to reach the allowable limit of ASCE 7 standard in the presence of forward directivity pulses.

• 화약ㆍ발파
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• 제32권2호
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• pp.9-15
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• 2014

콘크리트 기둥 발파 시 장약공 상태에 따른 지반 진동의 전파 특성을 확인하기 위해 몇 가지 기둥 구조물을 제작하였고, 각 기둥 구조물에 설치된 장약공의 상태를 달리하여 TNT로 발파하며 진동을 측정하였다. 회귀분석 결과, 사각 장약공이 원형 장약공보다 진동의 크기가 작고 감쇠가 더 빨랐으며 관통된 장약공보다 폐쇄된 장약공에서 진동의 크기는 크고 감쇠는 비슷하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권5호
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• pp.583-589
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• 2017

In this study, result of a field investigation of railway traffic-induced vibrations is provided to examine acceptability levels of ground vibration and to evaluate the serviceability of a liquid-storage tank. Free field attenuation of the amplitudes as a function of distance is derived by six accelerometers and compared with a well-known half-space Bornitz's analytical solution which considers the loss of the amplitude of waves due to geometrical damping and material damping of Rayleigh. Bornitz's solution tends to overlap vertical free field vibration compared with in-situ measured records. The vibrations of the liquid-storage tank were compared with the USA, Federal Transportation Railroad Administration (FTA) criteria for acceptable ground-borne vibrations and with the criteria in DIN 4150-3 German standard. Comparing the thresholds stated in DIN 4150-3, absolute peak particle velocities are within the safe limits, however according to FTA velocity level at the top of the water tank exceeds the allowable limits. Furthermore, it is intended to indicate experimentally the effect of the kinematic interaction caused by the foundation of the structure on the free-field vibrations.