• Smart Structures and Systems
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• 제17권3호
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• pp.363-389
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• 2016

Deficient modes that cannot be always identified from different sets of measurement data may exist in the application of operational modal analysis such as the stochastic subspace identification techniques in large-scale civil structures. Based on a recent work using the long-term ambient vibration measurements from an instrumented cable-stayed bridge under different wind excitation conditions, a benchmark problem is launched by taking the same bridge as a test bed to further intensify the exploration of mode identifiability. For systematically assessing this benchmark problem, a recently developed SSI algorithm based on an alternative stabilization diagram and a hierarchical sifting process is extended and applied in this research to investigate several sets of known and blind monitoring data. The evaluation of delicately selected cases clearly distinguishes the effect of traffic excitation on the identifiability of the targeted deficient mode from the effect of wind excitation. An additional upper limit for the vertical acceleration amplitude at deck, mainly induced by the passing traffic, is subsequently suggested to supplement the previously determined lower limit for the wind speed. Careful inspection on the shape vector of the deficient mode under different excitation conditions leads to the postulation that this mode is actually induced by the motion of the central tower. The analysis incorporating the tower measurements solidly verifies this postulation by yielding the prevailing components at the tower locations in the extended mode shape vector. Moreover, it is also confirmed that this mode can be stably identified under all the circumstances with the addition of tower measurements. An important lesson learned from this discovery is that the problem of mode identifiability usually comes from the lack of proper measurements at the right locations.

• Ocean Systems Engineering
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• 제3권4호
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• pp.257-273
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• 2013

Top tensioned riser (TTR) is often used in a floating oil/gas production system deployed in deep water for oil/gas transport. This study focuses on the extension of the existing numerical code, known as CABLE3D, to allow for static and dynamic simulation of a TTR connected to a floating structure through a tensioner system or buoyancy can, and restrained by riser guides at different elevations. A tensioner system usually consists of three to six cylindrical tensioners. Although the stiffness of individual tensioner is assumed to be linear, the resultant stiffness of a tensioner system may be nonlinear. The vertical friction between a TTR and the hull at its riser guide is neglected assuming rollers are installed there. Near the water surface, a TTR is forced to move horizontally due to the motion of the upper deck of a floating structure as well as related riser guides. The extended CABLE3D is then integrated into a numerical code, known as COUPLE, for the simulation of the dynamic interaction among the hull of a floating structure, such as spar or TLP, its mooring system and riser system under the impact of wind, current and waves. To demonstrate the application of the extended CABLE3D and its integration with COUPLE, the numerical simulation is made for a truss spar under the impact of Hurricane "Ike". The mooring system of the spar consists of nine mooring lines and the riser system consists of six TTRs and two steel catenary risers (SCRs).

• Earthquakes and Structures
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• 제18권3호
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• pp.367-377
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• 2020

Incremental dynamic analysis (IDA) widely uses for the collapse risk assessment procedures of buildings. In this study, an IDA-based collapse risk assessment methodology is proposed, which employs a novel approach for detecting the near-collapse (NC) limit state. The proposed approach uses the modal pushover analysis results to calculate the maximum inter-story drift ratio of the structure. This value, which is used as the upper-bound limit in the IDA process, depends on the structural characteristics and global seismic responses of the structure. In this paper, steel midrise intermediate moment resisting frames (IMRFs) have selected as case studies, and their collapse risk parameters are evaluated by the suggested methodology. The composite action of a concrete floor slab and steel beams, and the interaction between the infill walls and the frames could change the collapse mechanism of the structure. In this study, the influences of the metal deck floor and autoclaved aerated concrete (AAC) masonry infill walls with uniform distribution are investigated on the seismic collapse risk of the IMRFs using the proposed methodology. The results demonstrate that the suggested modified IDA method can accurately discover the near-collapse limit state. Also, this method leads to much fewer steps and lower calculation costs rather than the current IDA method. Moreover, the results show that the concrete slab and the AAC infill walls can change the collapse parameters of the structure and should be considered in the analytical modeling and the collapse assessment process of the steel mid-rise intermediate moment resisting frames.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.8-18
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• 2015

Reduction of the fuel oil consumption and corresponding greenhouse gas exhausted from ships is an important issue for today's ship design and shipping. Several concepts and devices on the superstructure of a container ship were suggested and tested in the wind tunnel to estimate the air drag reduction. As a preliminary performance evaluation, air drag contributions of each part of the superstructure and containers were estimated based on RANS simulation respectively. Air drag reduction efficiency of shape modification and add-on devices on the superstructure and containers was also estimated. Gap-protectors between containers and a visor in front of upper deck were found to be most effective for drag reduction. Wind tunnel tests had been carried out to confirm the drag reduction performance between the baseline(without any modification) configuration and two modified superstructure configurations which were designed and chosen based on the computation results. The test results with the modified configurations show considerable aerodynamic drag reduction, especially the gap-protectors between containers show the largest reduction for the wide range of heading angles. RANS computations for three configurations were performed and compared with the wind tunnel tests. Computation result shows the similar drag reduction trend with experiment for small heading angles. However, the computation result becomes less accurate as heading angle is increasing where the massively separated flow is spread over the leeward side.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.41-46
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• 2001

최근에 선박이 대형화되는 추세에 힘입어 조선소는 광폭천흘수선, 초대형 원유운반선 및 초대형 컨테이너선 등을 건조하고 있다. 이와 같은 선박은 상대적으로 다른 선박에 비해 강성이 작기 때문에 파랑 중에서 유탄성 운동을 하게 되고, 입사하는 파고가 작은 경우에도 선체의 2절 모드의 진동에 의해 선체의 갑판이 피로 파괴되는 경우가 종종 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 전진하는 선박의 유체 압력을 계산하기 위해 적분방정식은 3차원 소오스 분포법을 사용하고, 그린함수는 전진하면서 동요하는 형태를 이용하였다. 방사문제는 선박을 여러 개의 단면으로 나누어 단면간의 간섭효과를 고려하여 heave 및 pitch 강제동요와 관련된 부가질량 및 조파 감쇠계수를 계산하였고, 파강제력은 각 단면에서 선행해에 의한 힘만 고려하였다. 선박의 각 단면의 수직운동은 선박에 대한 운동방정식을 이용하고 강성행렬은 오일러 보 이론에 의해 산정되었다. 계산은 Esso-Osaka 선박을 모델로 도입하여 입사하는 파도의 주파수가 변함에 따른 선박의 각 단면에 대한 운동, 굽힘 모우멘트를 계산하였다.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2015년도 특별논문집
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• pp.50-55
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• 2015

Application of newly conceptualized Anti-Splash Devices designed for COT vent pipes were studied on a P/V valve located on the upper deck of an oil carrier vessel. Anti-Splash devices are used in the shipbuilding industry in order to avoid oil overflow and spray accidents caused by excess pressure and vacuum condition in the cargo oil tanks. These conditions are caused by the transverse and longitudinal sloshing forces that arise from ship motion during sea voyages. The main issue with existing Anti-Splash device model is flux at the outlet of the Anti-Splash Device, and so, new conceptual models for the Anti-Splash device were developed and compared to existing Anti-Splash device model using CFD analysis. Transient analysis was used to capture the flow and velocity of each model and a comparative analysis was performed between old and new-concept models. This data was used to determine the optimal design parameters in order to develop an optimized Anti-Splash Device. A Factory acceptance test was performed on the new-concept models in order to verify the performance and efficiency against their design requirements and other criterion. The final step performed was to apply the optimized Anti-Splash Device models for COT vent pipes to an actual vessel and verify performance through a seawater cargo operation during a sea voyage as per the ship owner's request. The patent for the aforementioned device was obtained by the Korean Intellectual property Office dated Dec. 18th,2014.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2023

실리카 흄과 같은 고가의 혼화재 투입 없이 원심성형 공정 활용으로 콘크리트의 수밀성 증대 통한 콘크리트 압축강도 100 MPa급 초고강도 프리스트레스 각형보를 개발하였다. 벽체에 가설된 초고강도 원심성형 각형보는 상부슬래브 콘크리트와 합성된 후에 공용하중을 받게 되는데, 원심성형 보와 바닥판 사이에는 휨에 의해 수평전단응력이 발생되고 이는 스터드나 철근 등의 전단연결재를 통해서 보와 바닥판이 합성거동을 하게 된다. 본 연구에서는 공장에서 생산된 100 MPa급 원심성형 각형보 상부에 RC슬래브를 제작하여 합성시킨 실물모형 시험체에 대한 휨재하시험을 수행하였으며, 합성단면은 설계 공칭휨강도를 넘어 안정적인 합성거동을 하면서 파괴되어 구조적인 신뢰성을 입증하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권4호
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• pp.242-275
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• 2022

본 연구는 통신사(通信使)가 임진왜란 이후 1607년부터 1811년까지 약 200여 년간 12번에 걸쳐 일본을 왕래하며 남긴 사행록(使行錄) 중 선설(船說)을 중심으로 10~12차 사행에 정사 기선의 구조를 조선기술사적 측면에서 보다 깊이 있게 밝혀보고자 하였다. 본연구 결과 10~12차사행의 기선은 크기는 『계미수사록』과 『증정교린지』를 근거로 상장(갑판)의 길이가 19파(把)반(半), 너비 6파 2척(尺)이고, 삼판 높이는 2파 1척임을 알 수 있었다. 구조는 사행록에 따라 다르게 기록되어 있지만 이들을 종합해 보면 본판·선수(비아:이물)·선미(고물)·삼판·멍에·가룡·신방·궁지·갑판·두 개의 돛대와 돛·구레짝·판옥·선미판옥·타루·파도막이·호롱·계단·난간·치·노·닻 등을 갖추고 있는 것을 알 수 있다. 또한 각 부재를 서로 이음하거나 각단을 올릴 때는 연결하는 결구 못은 피삭(皮槊), 나무못[정: 釘], 쇠못[철정: 鐵釘] 등을 사용한 것을 알 수 있다. 돛의 종류는 초둔(草芚)으로 만든 돛[석범:席帆]과 베로 만든 돛[포범:布帆]을 사용한 것을 알 수 있다. 따라서, 본 연구를 통해 10~12차 사행에 정사가 타고 간 기선은 조선의 권위와 위엄을 보이기 위해 조선통신사 선단 중 길이를 가장 크게 하고, 선고(船高)를 높게 제작하였으며, 뱃전 바깥으로 이동 통로를 만들고, 뱃전과 판옥 사이에서 노를 젓고, 뱃전 안쪽으로 판옥을 올려 방을 만들고, 판옥 위 사방에 난간을 두어 안정적이며 선형의 미를 한층 더 향상시켰다. 판옥 벽면에는 궁궐 단청과 화려하게 벽화를 그려 장식하였다. 뿐만 아니라 선수에 귀면(鬼面)과 선안(船眼)을 그려 항해의 안전을 도모한 것을 알 수 있다. 이처럼 사행록에 기록된 선설을 통해 정사 기선은 국가에서 제작하고 국제를 항해할 수 있도록 기능과 구조를 갖추고 있는 것을 알 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.113-120
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• 2020

건설공사에 있어 산업재해라고 불리는 안전사고는 사고 발생시에는 많은 인명 피해와 재산상의 피해, 사회적으로도 큰 물의를 일으키고 있어 건설공사의 공신력 저하의 원인이 되고 있다. 최근 들어 초고층, 대심도, 다양한 용도의 복합건축물이 시공이 많아짐에 따라 건설현장의 안전사고의 위험은 계속 증가 될 수 있다. 특히, 철근콘크리트 건축물중 가장 많이 시공되는 아파트 공사는 세대구성 부분은 층별로 보가 없는 벽식 구조로 설계와 시공이 되고 저층부에서는 기둥과 보가 있는 라멘 구조로 되어 있다. 그에 따라 상부 하중을 견디기 위한 전이보 또는 전이 스라브가 라멘구조 상부에 설치되므로, 콘크리트 타설 시공시 가설재로 설치되는 시스템 동바리는 타설작업 및 양생시 붕괴 사고가 언제든 발생될 수 있다. 본 연구의 목적은 IT 융합 기술을 적용하여 콘크리트 타설시 시스템 동바리 붕괴가 발생치 않도록 하는 것을 연구 목적으로 하고 있으며, 시공 중 발생 될 수 있는 많은 변수를 각각의 사례별로 적용하여 시스템 동바리 안정성을 확인 하고 전도방지 예측 시스템의 모델을 제안 하고자 한다.

• 보존과학회지
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• 제34권1호
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• pp.11-21
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• 2018

등록문화재 제233호 '공주 중학동 구 선교사 가옥'의 유래와 보존현황에 관한 연구결과 건축연대는 1921년 10월 23일이 합당하며 일제 강점기 말기 최후 거주자는 그동안 Amendt 선교사로 알려져 왔으나, 1939년 작성된 Williams 선교사의 편지 및 새로운 증언에 의해 Alice Sharp 선교사가 1939년 은퇴시까지 사용하였던 건물로서 독신여선교사들의 주거는 물론 여학교역할도 하였던 건물로 밝혀졌다. 따라서 이 문화재의 명칭도 '공주 여선교사 기념관'으로 변경하는 것이 바람직하다. 본 문화재의 내 외부 보존현황 조사 결과 건물 벽체의 기울기에는 이상이 없으나 내부 목재상태가 상당부분 열화되어 있어 안전진단 후 전체적인 보수가 필요한 상황으로 판단된다. 특히, 창호시설의 경우 본래의 상하 미닫이 창호로 복원할 필요가 있으며, 건물의 남서측 계단과 데크 및 우물의 원형복원이 필요한 것으로 판단된다. 아울러 문화재의 하부지반의 안전성에 관한 지반 비파괴진단결과 이 선교유적이 2~5 m 두께의 불균등한 표토층 위에 건축되었으며 표토층과 그 하부의 풍화암과의 경계면이 지형경사 방향으로 기울어져 있는 현상이 발견되고 있다. 이러한 현상은 우기에 지반의 함수비가 증가하면 지반의 지지력이 저하되는 바 부등침하발생 가능성이 있으며, 특히 집중호우가 발생한다면 산사태를 초래할 가능성이 있다. 따라서 본 건물 부지의 남서단 경계부에 석축시설을 설치하는 것이 바람직하며 신속한 배수가 되도록 배수시설 설치가 필요하다.