• Wind and Structures
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• 제32권2호
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• pp.89-104
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• 2021

Non-synoptic winds generated by tornadoes, downbursts or gust fronts exhibit significant non-stationarity and can cause significant wind load effect on flexible structures such as long-span bridges. However, conventional assumptions on stationarity used to evaluate the structural wind-induced vibration are inadequate. In this paper, an efficient frequency domain scheme based on fast CQC method, which can predict non-stationary buffeting random responses of long-span bridges, is presented, and then this approach is applied to evaluate the buffeting response of a long-span suspension bridge located in a complex mountainous wind environment as an example. In this study, the data-driven method based on one available measured wind speed sample is firstly presented to establish non-stationary wind models, including time-varying mean wind speed, time-varying intensity envelope function and uniformly modulated fluctuating spectrum. Then, a linear time-variant (LTV) system based on the proposed scheme can be generally applied to calculate the non-stationary buffeting responses. The effectiveness and accuracy of the proposed scheme are verified through Monte Carlo time domain simulation implemented in ANSYS platform. Also, the transient effect nature of the bridge responses is further illustrated by comparison of the non-stationary, quasistationary and steady-state cases. Finally, buffeting response analysis with traditional stationary treatment (10 min constant mean plus stationary wind fluctuation) is performed to illustrate the importance of the non-stationary characteristics embedded in original wind speed samples.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권1호
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• pp.69-78
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• 2023

The purpose of this paper is to develop a scalable grey predictive controller with unavoidable random delays. Grey prediction is proposed to solve problems caused by incorrect parameter selection and to eliminate the effects of dynamic coupling between degrees of freedom (DOFs) in nonlinear systems. To address the stability problem, this study develops an improved gray-predictive adaptive fuzzy controller, which can not only solve the implementation problem by determining the stability of the system, but also apply the Linear Matrix Inequality (LMI) law to calculate Fuzzy change parameters. Fuzzy logic controllers manipulate robotic systems to improve their control performance. The stability is proved using Lyapunov stability theorem. In this article, the authors compare different controllers and the proposed predictive controller can significantly reduce the vibration of offshore platforms while keeping the required control force within an ideal small range. This paper presents a robust fuzzy control design that uses a model-based approach to overcome the effects of modeling errors. To guarantee the asymptotic stability of large nonlinear systems with multiple lags, the stability criterion is derived from the direct Lyapunov method. Based on this criterion and a distributed control system, a set of model-based fuzzy controllers is synthesized to stabilize large-scale nonlinear systems with multiple delays.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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• pp.164-170
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• 2006

본 연구는 유전 알고리듬, 타부탐색법 그리고 반응표면법등 최근 많이 사용하고 있는 프로그램들의 장점들을 결합한 새로운 조합 유전 알고리듬을 제안한다. 본 알고리듬은 반응표면법 및 심플렉스법을 사용하여 유전알고리듬의 약점으로 여겨지는 수렴속도를 항상시키도록 하였다. 또한 유전 알고리듬에서 램덤한 다양성을 제공하지만, 본 연구에서는 타부리스트를 이용하여 체계적인 다양성을 추구하도록 하였다. 그리고 전통적인 시험함수에 본 알고리듬을 적용함으로써 본 방법의 효율성을 입증하였고 그 결과를 유전 알고리듬의 결과와 비교하였다. 또한 새롭게 제안된 알고리듬을 선미부에 위치한 청수탱크의 중량최적화에 적용한 길과 전역최적해를 효율적으로 찾는 것을 입증하였다. 또한 반응표면법을 사용한 새로운 유전알고리듬의 경우 실제 추가적인 목적함수를 평가하기 위한 계산이 필요 없으므로 수렴속도가 일반 유전 알고리듬보다 향상 되었음을 알 수 있었다. 마지막으로 제안된 조합 유전 알고리듬은 전역탐색능력과 수렴속도 측면에서 매우 강력한 전역 최적화 알고리듬임을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.665-673
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• 2006

이 연구는 유전 알고리듬, 타부탐색법 그리고 반응표면법등 최근 많이 사용하고 있는 프로그램들의 장점들을 결합한 새로운 조합 유전 알고리듬을 제안한다. 이 알고리듬은 반응표면법 및 심플렉스법을 사용하여 유전알고리듬의 약점으로 여겨지는 수렴속도를 항상 시키도록 하였다. 또한 유전 알고리듬에서 램덤 한 다양성을 제공하지만, 이 연구에서는 타부리스트를 이용하여 체계적인 다양성을 추구하도록 하였다. 그리고 전통적인 시함함수에 본 알고리듬을 적용함으로써 이 방법의 효율성을 입증하였고 그 결과를 유전 알고리듬의 결과와 비교하였다. 또한 새롭게 제안된 알고리듬을 선미부에 위치한 청수탱크의 중량최적화에 적용한 결과 전역 최적해를 효율적으로 찾는 것을 입증하였다. 또한 반응표면법을 사용한 새로운 유전알고리듬의 경우 실제 추가적인 목적함수를 평가하기 위한 계산이 필요 없으므로 수렴속도가 일반 유전 알고리듬보다 향상되었음을 알 수 있었다. 마지막으로 제안된 조합 유전 알고리듬은 전역탐색능력과 수렴속도 측면에서 매우 강력한 전역 최적화 알고리듬임을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.127-132
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• 2018

본 논문에서는 기능경사재료 보 고유벡터의 변화도 산정을 위한 해석 정식화를 섭동법에 기초하여 제시한다. 불확실인수로는 기능경사재료 보의 중앙면에서 보의 축을 따르는 방향으로 공간적 불확실성을 가지는 재료탄성계수를 택하였다. 두께 방향으로의 탄성계수 변화는 원래의 지수함수를 따르는 것으로 가정하였다. 정식화에서는 고유벡터에 대한 선형 Taylor전개를 적용한다. 수치예제로는 보의 중앙면에 대하여 대칭인 탄성계수를 가지는 단순지지 보를 택하였다. 몬테카를로 해석을 함께 수행하여 제안한 정식화가 합리적인 결과를 주는지 확인하였다. 해석을 통하여 몬테카를로 해석과 제안된 방법에 의한 결과가 고유모드의 평균 및 표준편차에서 거의 동일한 결과를 제시함을 볼 수 있었다. 제안된 방법을 통하여 고유모드의 표준편차 형상을 쉽게 산정할 수 있다. 고유모드의 평균중심 변화량은 고유모드의 차수에 관계없이 그 고유모드 대비 한 개가 더 많은 경사 0인 점을 가지게 된다. 또한 평균 고유모드형상으로부터의 변화량은 저차 모드보다 고차모드에서 더 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-185
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• 2006

응답면기법, 유한요소법, 일차신뢰도법 그리고 반복 선형보간기법을 합리적으로 결합한 정교한 신뢰성해석 기법이 지진하중을 포함하는 단기 동적하중을 받는 복잡한 실제 비선형 동적구조계의 신뢰성 평가를 위하여 제안되었다. 기법은 하중 및 저항과 관련된 랜덤변수의 비선형성과 불확실성의 모든 중요 원천을 명시적으로 고려한다. 본 기법의 특징은 전통적 랜덤진동방법의 대안으로서 지진하중을 시간영역에서 적용하는 것이다. 실제 강프레임의 연결부에 대한 유연성을 표현하기 위하여 4-매개변수 리차드 모델을 사용하였다. 리차드 매개변수의 불확실성에 대한 고려도 알고리즘에 포함하였다. 다음으로 횡방향으로 유연한 강프레임을 철근콘크리트 전단벽으로 보강하였다. 균열 발생 후 전단벽에서의 강도저감 또한 고려되었다. 강절 연결부를 갖는 횡방향으로 유연한 강프레임, 각기 다른 강성의 부분강절 연결부를 갖는 강프레임, 그리고 콘크리트 전단벽으로 보강된 강프레임의 세 구조물을 고려함으로써 실제 구조물의 신뢰성평가를 위한 기법의 적용성을 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.81-94
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• 2007

지진시 발생하는 지반 액상화 현상은 지진피해예측시 가장 중용하게 평가해야 하는 항목으로 실내에서 액상화 현상을 시뮬레이션하는 경우, 불규칙성의 지진을 제어하기 어려운 이유로 등가반복형태의 정현파 또는 쐐기파를 이용하는 것이 통상적이었다. 그러나, 90년대 이후 컴퓨터의 발달과 함께한 신호처리 및 제어기술의 급속한 발전은 동역학분야에서의 실험연구에 큰 도움을 주었으며 지반진동분야의 경우, 진동대 및 원심모형기와 같은 대형지진모의시험에서 실지진하중을 이용한 연구사례들이 증가되고 있는 실정이다. 국내에서도 실지진하중재하가 가능한 요소시험결과에 대한 연구사례가 발표되는 등 이에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 특히, 실지진하중 시험결과로부터 실지진하중하에서의 과잉간극수압의 변화가 정현하중시험에서의 결과와 큰 차이를 보이고 있다는 분석결과가 발표되어 현재까지 지반동역학분야에서 지진하중의 불규칙성을 크게 고려하지 않았던 통상적 가정사항들이 문제점으로 대두되어 관심을 집중시키고 있다. 본 연구에서는 등가의 정현파 및 쐐기파와 증가형태의 쐐기파, 그리고 실지진파 등 다양한 진동하중을 재하할 수 있는 삼축압축시험기를 이용하여 기존의 유효응력개념에서 사용하는 과잉간극수압관련 매개변수인 소성일, 전단소성 변형률 상각궤도, 그리고 액상화 상태전환선의 기울기를 비교분석하였으며 하중변화에 따른 토립자의 변형과 간극수압의 변화를 상세분석하였다. 연구결과, 토립자의 변형, 간극수의 동적흐름, 동적흐름 속도수두의 압력수두로의 전환, 그리고 과잉간극수압의 증가로 표현되는 새로운 개념의 액상화 발생이론을 제안하였으며 그 타당성 검토를 위해 과잉간극수압과 동적흐름의 압력수두(흐름속도의 제곱값)와의 상관관계를 비교하였다.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제3권1호
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• pp.123-149
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• 1991

This study has been attempted to be helpful for the back rehabilization of Korean workers by analyzing the general, occupational, social aspects of low back pain and to identify possible risk factors for back pain in White and Blue collar workers. The primary data were collected from 380 workers in Seoul city by means of a Questionnaire with random which was distributed from March 10 to 31, 1990. For the test of statistical significance, chi-square analysis was used to compare the back pain characteristics between above two groups. The results were as follows : 1. The incidence of low back pain in all walkers studied was $79.7\%$. The incidence of Blue collar with low back pain $(87.2\%)$ was higher than that of White collars $(75.0\%)$. 2. With regard to the relationship of back pain to the occupational characteristics, statistically significant differences were observed between workers with and without back pain concerning the job factors on work-time, job satisfaction, mental stress, chair fittness, work posture, work rotation, weight lifting, monotonous repetitive movements, vibration, and heavy noise (p<0.05). 3. With regard to the relationship of back pain to the social characteristics, there were no differences with respect to having car, personality types, drinking habits, and leisure-time activities. However, significant differences were showed between no pain and pain groups for the using bed, sleeping posture, traffic time amount, walking health state, smoking habits, and physical exercise (p<0.05). 4. The comparative analysis of back pain related to work factors showed highly significant differences with respect to mental stress, chair fittness, work posture, trunk rotation, weight lifting, monotonous repetitive work in White collar group (p<0.01) ; and job satisfaction, mental stress, trunk rotation, weight lifting, monotonus repetitive work, exposure to vibration and heavy noise in Blue collar group(p<0.01). 5. The comparative analysis of social factors in two groups showed differences with respect to the using bed, sleeping posture, walking amount, health state, physical exercise, smoking habits in White cellar group (p<0.05) ; and walking amount, traffic time amount, health state, smoking habits, physical exercise in Blue cellar group (p<0.05). 6. In regard to the general aspects of back pain between two groups, there were differences concerning etiolgy of back pain, counselling partners, treatment types, and sick-leaves(p<0.05), except pain duration, and awareness of back pain.

• 소음진동
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• 제7권1호
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• pp.6-12
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• 1997

물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.622-622
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• 2013

Piezoelectric energy harvesting (PEH) device refers to a power device for acquiring mechanical energy from the environment surrounding us which would otherwise be wasted and for converting it into usable electrical energy. While much work has been done on developing ZnO nanogenerator (NG) with nanowire arrays, there are some issues of not only scaling up its output power but also optimizing structure for operating feasibly in various conditions. Efficiency of NG is highly dependent on fixed orientation. But in many cases, it is not easy to predict where the pressure and vibration may come from. Furthermore, the direction of the applied mechanical stress is usually non-stationary and can be random in various practical applications. Therefore an omnidirectional PEH is needed.In this work, we investigate an omnidirectional PEH device consisting ZnO nanowires. We deposited spiral patterned ZnO seed layer on Kapton film. We deposited thin Cr layer on the ZnO seed layer using DC-sputter to form a passivation layer to retard un-expected growth of ZnO nanowires. We grew ZnO nanowires along the spiral arms using hydrothermal method. ZnO nanowires have been selectively grown from the ZnO sidewall without Cr layer and have the average length of$5{\mu}m$ and the average diameter of 40nm. We reduced the defect in the as-grown ZnO nanowires by O2 plasma using asher and by thermal treatment using RTA. Consequently, each nanowire has different directions to each other. This isotropic design can lead to the omnidirectional power generation. The morphology of NG is characterized with FESEM. Maximum output power of the device is measured by using a picoammeter and a nanovoltmeter.