• Title, Summary, Keyword: 비비례 감쇠

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Efficient Mode Superposition Method or Non-classically Damped Systems (비비례 감쇠시스템의 해석을 위한 효율적인 모드 중첩법)

  • 조상원;조지성;이인원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.1
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    • pp.89-98
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    • 2000
  • 본 연구에서는 비비례 감쇠시스템을 효율적으로 해석할 수 있도록 모드 가속도법(mode acceleration method)과 모드 절삭 보강법(modal truncation augmentation method)을 확장하고 그 사용성을 검증하였다,. 비례 감쇠시스템의 동응답해서에 널리 사용되는 모드 가속도법과 모드 절삭보강법은 누락된 고차모드의 영향을 보정하여 모드 중첩법의 결과를 개선하는 방법이다. 기존의 방법들로 비비례 감쇠시스템을 해석하는 경우 비비례 감쇠특성을 무시하지 않으며 정확하고 효율적으로 해석할 수 있도록 모드 가속도법과 모드 절삭보강법을 확장하였다. 비례 감쇠시스템에서는 모드 가속도법보다 모드 절삭보강법이 더 효율적인 반면에 비비례 감쇠시스템에서는 대부분의 경우에 있어서 확장된 두 방법의 효율성이 동일하다. 그러나 수치적 안정성은 확장된 모드 가속도법이 모드절삭 보강법보다 우수하다. 이와 같은 확장된 모드 가속도법과 모드 절삭보강법의 사용성 검?을 위해서 이론적 방법과 수치예제를 수행하였다.

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Method for checking Missed eigenvalues of Eigenvalue Problem Considering Damping Matrix (감쇠행렬을 고려한 고유치문제의 누락된 고유치 검사 기법)

  • 정형조;김병완;이인원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.2
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    • pp.47-56
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    • 2000
  • 지반-구조물 상호작용 시스템 구조물의 진동제어 시스템 복합재료 구조물과 같은 비비례 감쇠 구조물의 경우 정확한 동적응답을 얻기 위해서는 감쇠행렬을 고려한 고유치 문제를 계산하는 것이 필수적이다 그러나 대부분의 고유치 해법에서는 구하고자 하는 고유치 중 일부를 누락시킬 수 있기 때문에 어떤 고유치 해법이 실제문제에 응용 가능한 방법이 되기 위해서는 누락된 고유치의 존재 여부를 검사하는 기법을 포함하고 있어야만 한다. 비감쇠나 비례감쇠 시스템의 경우에는 널리 알려진 Sturm 수열성질을 이용하여 누락된 고유치를 쉽게 검사할 수 있는 반면에 비비례 감쇠 시스템의 경우에는 널리 알려진 Sturm 수열 성질을 이용하여 누락된 고유치를 쉽게 검사할 수 있는 반면에 비비례 감쇠 시스템의 경우에는 아직까지 검사 기법이 개발되어 있지않다 본 논문에서는 편각의 원리를 이용하여 감쇠행렬을 고려한 고유치 문제의 누락된 고유치의 존재여부를 검사하는 기법을 제안하였다 제안방법의 효용성을 검증하기 위하여 두가지 수치예제를 고려하였다.

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Nonproportional viscous damping matrix identification using frequency response functions (주파수 응답 데이터를 이용한 비비례 점성감쇠행렬 추정)

  • Min, Cheon-Hong;Kim, Hyung-Woo
    • Journal of the Korean Society of Marine Engineering
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    • v.40 no.4
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    • pp.369-373
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    • 2016
  • Accurate identification of damping matrix in structures is very important for predicting vibration responses and estimating parameters or other characteristics affected by energy dissipation. In this paper, damping matrix identification method that use normal frequency response functions, which were estimated from complex frequency response functions, is proposed. The complex frequency response functions were obtained from the experimental data of the structure. The nonproportional damping matrix was identified through the proposed method. Two numerical examples (lumped-mass model and cantilever beam model) were considered to verify the performance of the proposed method. As a result, the damping matrix of the nonproportional system was accurately identified.

The Applications of Viscoelastic Dampers for Vibration control (고층건물의 진동제어를 위한 점탄성 감쇠기의 활용)

  • 김진구;홍성일;이경아;이동근
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.1
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    • pp.77-88
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    • 2000
  • 복소모드 중첩법은 점탄성 감쇠기가 설치된 비비례 감쇠시스템의 정확한 동적 거동을 예측할 수 있는 방법이지만 많은 자유도를 갖는 고층건물의 해석시 고유치 해석과 모드중첩과정에서 많은 시간과 노력이 필요하게 된다. 본 논문에서는 효율적인 모형화를 위하여 강막가정과 행렬응축기법을 적용하고 구조물의 진동에 영향을 주는 주요모드의 선택을 위한 복소모드 응답참여계수를 제안하므로써 복소모드 중첩법의 효율성은 높였다. 또한 비비례 감쇠시스템에서 감쇠를 고려하여 응답스펙트럼을 재구성한후 선택된 주요 모드를 중첩하여 최대층간변위가 발생하는 곳에 감쇠기를 설치하였다 이 방법은 감쇠기가 설치된 구조물에 대하여 만족되는 수준의 최대층간변위가 발생할 때 까지 고유치 해석만을 반복.수행하면서 감쇠기를 연속적으로 설치하는 방법이다. 제안된 방법의 정확성과 효율성을 검토하기 위하여 예제 구조물의 대상으로 해석한 결과 응답의 정확성을 유지하면서 해석에 필요한 시간을 대폭 절감할 수 있었다.

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Analysis of a Non-proportionally Damped Structure Equipped with Viscoelastic Dampers Subjected to Stationary Wind Loads (점탄성감쇠기를 설치한 비비례 감쇠 구조물의 풍응답 해석)

  • 김진구;이창용
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.649-659
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    • 1999
  • 본 연구에서는 점탄성감쇠기가 설치된 비비례 감쇠 구조물의 바람에 대한 확률적 응답을 진동수영역에서 구하였다. 복소수 고유치 및 고유백터를 바탕으로 모드중첩법을 이용하여 응답의 RMS 값을 구하고 그것을 근사적인 방법인 모드 변형에너지법에서 얻은 결과와 비교하였다. 또한, 가력 진동수에 따라서 변하는 점탄성감쇠기의 강성 및 감쇠 계수를 상수로 모형화하였을 때의 풍응답 해석 결과의 정확성을 진동수영역에서 검증하였다. 해석결과에 의하면 감쇠기의 진동수 의존 특성은 구조물의 1차 고유 진동수에 의해서 비교적 정확하게 표현되었고, 모드 변형에너지법은 대체로 정확한 결과를 도출하였지만, 가속도 응답을 구할 때에는 다소 큰 오차를 유발하였다.

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Efficient Dynamic Analysis Using Complex Modal Superposition for Tall Buildings with Viscoelastic Dampers (복소모드중첩법을 이용한 점탄성감쇠기를 가진 고층건물의 효율적인 동적해석)

  • 김진구;홍성일;이경아;이동근
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.671-679
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    • 1999
  • 건물의 진동에너지 소산능력을 향상하기 위하여 점탄성감쇠를 설치하게 되면 이른바 비비례 감쇠시스템이 되어 구조물은 복소수형태의 고유모드와 고유치를 가진다. 복소모드중첩법은 이러한 복소모드를 이용하여 중첩함으로써 비비례 감쇠시스템 구조물의 정확한 동적 거동을 얻을 수 있는 방법이다. 그러나 건물이 고층화되면 많은 자유도로 인하여 고유치해석 및 모드중첩과정에서 많은 시간과 노력이 필요하게 된다. 본 논문에서는 효율적인 구조물의 모형화를 위하여 강막가정과 행렬응축기법을 적용하였다. 또한 몇 개의 주요 모드만을 선택하여 중첩하는 방법에 대하여 연구하였으며 구조물의 진동에 영향을 주는 모드의 선택을 위한 복소모드 응답참여계수를 제안하였다. 제안된 해석방법의 정확성과 효율성을 검토하기 위하여 예제 구조물을 대상으로 해석한 결과, 응답의 정확성을 유지하면서 해석에 필요한 시간을 대폭 절감할 수 있었다.

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Natural Frequency and Mode Shape Sensitivities of Non-Proportionally Damped Systems : Part 1, Distinct Natural Frequencies (비중복 고유치를 갖는 비비례 감쇠계의 고유치와 고유벡터의 민감도 해석법)

  • 김동옥;김주태;오주원;이인원
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.1
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    • pp.95-102
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    • 1999
  • 본 연구에서는 중복되지 않는 고유치를 갖는 비비례 감쇠계의 고유치와 고유벡터의 민감도를 계산하는 새로운 방법을 제시하였다. 제안 방법에서는 (n+1)차의 대칭 행렬로 이루어진 대수방정식을 해석함으로써 n개의 자유도를 갖는 감쇠계의 고유치와 고유벡터의 설계변수에 대한 미분을 구한다. 제안 방법은 매우 간단하면서도 수치적 안정성이 보장되고 정확한 해를 주는 방법이다. 제안 방법의 검증을 위해 7자유도를 갖는 차량모델의 민감도해석을 예제에서 다루고 있다. 예제에서의 설계변수는 콘테이너의 질량으로 하였다.

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Natural Frequency and Mode Shape Sensitivities of Non-Proportionally Damped Systems : Part II, Multiple Natural Frequencies (중복 고유치를 갖는 비비례 감쇠계의 고유치와 고유벡터의 민감도 해석법)

  • 김동옥;김주태;박선규;이인원
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.1
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    • pp.103-109
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    • 1999
  • 본 연구에서는 중복 고유치를 갖는 비비례 감쇠 진동계의 고유치와 고유벡터의 민감도를 계산하는 새로운 방법을 제시하였다. 제안 방법은 매우 간단하면서도 수치적 안정성이 보장되고 정확한 해를 주는 방법이다. 제안 방법에서는 (n+m)차의 대칭 행렬로 이루어진 대수방정식을 해석함으로써 n개의 자유도를 갖는 감쇠계에 있어서 m차의 중복도를 갖는 고유치와 고유벡터의 설계변수에 대한 미분을 구한다. 제안 방법의 검증을 위해 5자유도를 갖는 단순구조물의 민감도해석을 예제에서 다루고 있다. 예제에서의 설계변수는 모델의 부분강성으로 하였다.

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Iterated Improved Reduced System (IIRS) Method Combined with Sub-Structuring Scheme (II) - Nonclassically Damped Structural Systems - (부구조화 기법을 연동한 반복적인 동적 축소법 (II) - 비비례 감쇠 구조 시스템 -)

  • Choi, Dong-Soo;Kim, Hyun-Gi;Cho, Maeng-Hyo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.31 no.2
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    • pp.221-230
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    • 2007
  • An iterated improved reduced system (IIRS) procedure combined with sub-structuring scheme for nonclassically damped structural systems is presented. For dynamic analysis of such systems, complex eigenproperties are required to incorporate properly the nonclassical damping effect. In complex structural systems, the equations of motion are written in the state space from. Thus, the number of degrees of freedom of the new equations of motion and the size of the associated eigenvalue problem required to obtain the complex eigenvalues and eigenvectors are doubled. Iterated IRS method is an efficient reduction technique because the eigenproperties obtained in each iteration step improve the condensation matrix in the next iteration step. However, although this reduction technique reduces the size of problem drastically, it is not efficient to apply this technique to a single domain finite element model with degrees of freedom over several thousands. Therefore, for a practical application of the reduction method, accompanying sub-structuring scheme is necessary. In the present study, iterated IRS method combined with sub-structuring scheme for nonclssically damped structures is developed. Numerical examples demonstrate the convergence and the efficiency of a newly developed scheme.

Checking Techniques for Missed Eigenvalues of Nonproportionally Damped System (비비례감쇠 시스템의 고유치해석에 필요한 누락고유치 검사기법)

  • 정형조;조지성;김병완;이인원
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.948-951
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    • 2004
  • This paper introduces the two recently developed checking techniques far missed eigenvalues of nonproportionally damped system. The first technique is based on the argument principle. On the other hand, the second one is based on Rombouts' algorithm and Gleyse's theorem, which has been known as the effective and well-proven method. In the paper, the main features of the two techniques are explained and their effectiveness is also investigated by considering a numerical example.

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