• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2007.05a
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• pp.81-84
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• 2007

In this paper, fiber optic sound and vibration monitoring sensor which is latticed shape structure based on Sagnac interferometer is fabricated and tested in laboratory conditions. To detect external vibrations surface mounted fibers on the latticed steel wire fence with a dimension of 170cm by 180cm is used. To detect external sound frequency the tightened fiber optic itself wire netting fence with a dimension of 50cm by 50cm is used. Experiments for the detection of the excited vibration and sound signals were performed. A small vibrator induced external vibration signal and it is applied to the latticed structure in the range of 100Hz to several kHz. External sound signal applied to the fiber optic sensor net using non-directional sound speaker. The detected optical signals were compared and analyzed to the detected both accelerometer and microphone signals in the time and frequency domain. Based on the experimental results, distributed fiber optic sensor using Sagnac interferometer detected effectively external vibration and sound signal and had a good performance. This system can be expanded to the monitoring of a significant system and to the structural health monitoring system.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.147-152
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• 1995

실험에 의한 모우드 해석 방법들은 1980년대부터 활발히 연구되어 많은 새로운 방법들이 개발되어 발표되었다. 그러나 개발된 대부분의 방법들은 측정된 데이타를 일괄처리하는 밸치(또는 off-line) 방법들이다. 최근에는 시간에 따라서 변하는 구조물의 동특성을 규명하는 분야에 모우드 해석 방법이 응용되어 사용되고 있다. 이러한 응용분야에서는 모우드 변수들의 변화되는 값을 새로운 데이타가 샘플링 될 때마다 그 값들을 수정하면서 추정할 수 있는 회귀적인(recursive 또는 on-line) 방법을 사용하여야 한다. Davies와 Hammond[1]는 회귀적 선형 자승법(Recursive Least Squares : RLS)을 이용하여 모우드 변수를 구하고 이를 벧치방법인 Instrumental Variable 방법과 Fourier 방법의 결과와 비교하였다. 그러나, 그 결과에서 보여준것처럼 RLS 방법은 잡음 대 시호비가 낮을 때에만 모우드 변수 값들을 정확하게 추정할 수 있었다. Sundararajan과 Montgomrey[2]는 회귀적 선형 최소자승 격자필터(lattice filter)를 이용하여 구조물의 차수(order)와 고유진동형, 그리고 진폭을 결정한 후 이를 토대로 회귀적 gradient형태의 방정식 오차 규명 방법(equation-error identification algorithm)에 의하여 모우드 변수들을 추정하였다. 이 방법은 2차원 격자구조물의 모우드 변수 추정에 사용되었으며, 또한 적응모우드제어에도 성공적으로 이용되었다. 그러나, 이 방법도 잡음 대 신호비가 낮은 환경에서만 사용할 수 있다는 단점이 있다. 위에서 언급한 방법들은 모두 RLS 방법을 기초로 하여 개발되었으나, RLS 방법은 전형적인 결정적(deterministic)방법으로서 잡음이 섞인 데이타를 처리하기에는 부적절한 방법임이 널리 알려진 사실이다[3]. 최근에 Ben Mrad와 Fassois[4]는 신호에 잡음이 존재하여도 이를 잘 처리할 수 있는 확률적(stochastic) 방법을 개발하여 기존의 결정적 방법들과 그 결과를 비교하였다. 그러나, 개발된 방법은 응답 신호에 백색잡음(white noise)이 섞이는 특수한 경우에만 사용할 수 있게 만들어져서 이 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.263-270
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• 1996

Noise control of a plate structure with multiple disk shaped piezoelectric actuators is studied. The plate is excited by an acoustic pressure field produced by a noise source located below the plate. Finite element modeling is used for the plate structure that supports a combination of three dimensional solid, flat shell and transition elements. The objective function, in the optimization procedure, is to minimize the sound energy radiated onto a hemispherical surface of given radius and the design parameters are the locations and sizes of the piezoelectric actuators as well as the amplitudes of the voltages applied to them. Automatic mesh generation is addressed as part of the modeling procedure. Numerical results for both resonance and off resonance frequencies show remarkable noise reduction and the optimal locations of the actuators are found to be close to the edges of the plate structure. The optimized result is robust such that when the acoustic pressure pattern is changed, reduction of radiated sound is still maintained. The robustness of an optimally designed structure is also tested by changing the frequency of the noise source using only the actuator voltages as design parameters.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.8
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• pp.3374-3383
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• 2011

In this study, numerical analyses for slamming impact phenomena have been carried out using a 2-dimensional wedge shaped structure having finite deadrise angles. Fluid is assumed incompressible and entry speed of the structure is kept constant. Geo-reconstruct(or PLIC-VOF) scheme is used for the tracking of the deforming free surface. Numerical analyses are carried out for the deadrise angles of $10^{\circ}$, $20^{\circ}$ and $30^{\circ}$. For each deadrise angle, variations are made for the grid size on the wedge bottom and for the entry speed. The magnitude and the location of impact pressure and the total drag force, which is the summation of pressure distributed at the bottom of the structure, are analyzed. Results of the analyses are compared with the results of the Dobrovol'skaya similarity solutions, the asymptotic solution based on the Wagner method and the solution of Boundary Element Method(BEM).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.29-29
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• 2019

급격한 도시화와 기후변화로 인한 자연적인 물순환 구조의 변화는 기존 수자원 이용 경향을 변화시키며 하천건천화 현상을 유발하고 있다. 이를 관리하기 위해 하천건천화 평가 및 예측이 가능한 영향 평가 기술이 필요하며, 국내에서는 GIS 기반의 분포형 수문 모형인 Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking (DrySAT-WFT)이 개발되어 활용되고 있다. 그러나 격자기반의 물수지 모형은 단위 cell 안의 수직적인 물의 거동은 파악하기 용이하나, 모형의 특성상 저수지, 댐, 보와 같은 수리 시설물의 방류량에 따른 하도의 흐름 추적에는 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 DrySAT-WFT 모형에 댐?보 방류량 자료와 연계한 하도추적 알고리즘을 개발하여 모형의 유출 모의 성능을 개선하고, 1976년부터 2015년까지의 유출 모의를 통해 전국 표준유역을 대상으로 각 유역에 대한 하천건천화 원인 추적 및 평가를 수행하고자 한다. 하천건천화영향요소를 고려하기 위한 모형의 입력 자료로 산림높이, 도로망, 지하수 이용량, 토지이용, 토심, 기상 변화에 대해 1976년부터 2015년까지 구축한 시계열 전국 자료를 활용하였으며, 일별 강우량, 상대습도, 평균풍속, 평균 및 최고, 최저 기온, 일조시간의 기상자료를 구축하였다. 개선된 DrySAT-WFT 유출 모의 결과는 선행 연구와의 비교를 통해 모의 개선점을 정량적으로 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.253-253
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• 2016

최근 세계적으로 대체 에너지는 중요한 이슈가 되고 있으며 그 중 열전 재료는 유망한 에너지 기술로서 주목 받고 있다. 특히 고 직접화 전자 소자의 발열 문제를 해결하기 위해, 소형화와 정밀 온도 제어가 가능한 박막형 열전 소자에 연구가 주목 받고 있다. 박막형 열전소자 중 산화물 반도체계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 산화물 반도체계 중 In2O3는 BiTe, PbTe 등의 기존의 재료에 비해 독성이 낮을 뿐만 아니라 내 산화성 및 고온에서 열적 안정성이 우수하여 고온에서 적용 불가능한 금속계 열전 재료의 한계를 극복 할 수 있다는 장점을 가진다. 우수한 성능 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 의 열전 재료는 높은 전기 전도도 및 제백 계수 그리고 낮은 열전도도 특성을 가져야만 한다. IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 박막의 경우, 높은 전기 전도성을 가지면서 비정질 구조를 가진다. 이와 같이 비정질 구조를 가지는 박막 열전 재료는 격자에 의한 열 전도도가 낮기 때문에 결정질 구조에 비해 전체 열 전도도 값이 낮을 것으로 기대된다. 따라서 높은 전기 전도도를 가지면서 동시에 낮은 열 전도도를 가지게 되어 우수한 열전 특성을 가질 것이라 예상된다. 이러한 특성을 바탕으로 본 연구에서는 비정질 구조를 갖는 Zn와 미량의 Sn을 동시에 첨가한 In2O3박막의 전기적 특성및 열전 특성을 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 magnetron sputtering법으로 IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 타깃을 이용하여 기판 가열없이 DC Power 70 W, 작업 압력 0.7 Pa으로 SiO2 기판 위에 $400{\pm}20nm$ 두께의 박막을 증착하였다. 이러한 공정으로 만들어진 박막은 대기 중 후 열처리를 각각의 200, 300, 400, 500, $600^{\circ}C$ 온도에서 진행하였다. 박막의 미세 구조는 XRD를 통해 관찰하였다. 그리고 박막의 전기적 특성은 Hall effect measurement을 통해 측정하였고, 열전 특성은 Seebeck 상수의 측정을 통하여 평가하였다. XRD 확인 결과 RT에서 증착한 박막과 후 열처리 200, 300, 400, $500^{\circ}C$ 결과 비정질 구조를 보였고, 후열처리 $600^{\circ}C$에서는 결정의 회절 피크를 보였다. 전기적 특성의 경우, 후 열처리 온도가 증가함에 따라 전기 전도도는 감소한다. 이는 공기중의 산소가 박막에 침투하여 oxygen vacancy를 막아 캐리어 밀도가 감소한것에 기인 된 것으로 판단된다. 열전 특성의 경우 제백상수는 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 높은 제백상수를 나타낸다. 제백 상수는 수식에 따라 캐리어 밀도의 -2/3승에 비례하게 된다. 수식에 따라 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 가장 높은 제백 상수를 가지게 된다. 열전 성능 척도인 Power factor는 제백 상수의 제곱과 전기전도도의 곱으로 나타내는데, 후 열처리 $200^{\circ}C$에서 가장 높은 Power factor를 보인다. 이는 캐리어 밀도 감소에 따라 전기 전도도는 감소하였지만 이로 인해 제백상수는 증가하였고, 또한 캐리어 밀도 감소에 따라 이온화 불순물 산란의 감소에 의해 이동도의 증가에 의한 것으로 판단된다. 박막의 경우 기판의 영향으로 인해 열 전도도 측정이 어려워 열전 성능 지수(ZT)를 계산을 할 수 없지만, 마그네트론 스퍼터링법으로 증착한 IZO:Sn 박막은 비정질 구조를 가지므로 격자진동에 의한 열 전도도가 낮아 전체 열 전도도가 결정질에 비해 낮을 것이며 이는 높은 열전 성능 지수를 가질 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.19 no.9
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• pp.13-19
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• 2018

Recently, there have been various problems aroused on the domestic infrastructures as the domestic cities become old. Accordingly, the national concerns grow on the urban railway and the related structures, which brings the national interests are brought on the research on the maintenance and rehabilitation of the old infrastructures. The underground structure of urban railway are checked with the strain gages or fiber brag grating (FBG) sensors on the railway. However, these methods are known to have resolution limitations on the investigations of the specified abnormal section. Therefore, the applicability of the Brillouin Optical Correlation Domain Analysis (BOCDA) based distributed fiber optic sensor system on the railway was evaluated in this study. The constructed BOCDA fiber optic sensor system shows high resolution of 10, 20, 50, 100 cm and capability of continuous monitoring on overall or specified section within 2 km range. The applicability evaluation was performed on the 250 m distribution of fiber optic sensors abandoned railway for continuous monitoring. The applicability of the system on the specified area was evaluated with wheel load testing. As a result, data loss tends to increase with the reduction of spatial resolution from 1.0 m to 0.1 m. Even though the measuring speed is reduced with lower spatial resolution, data accuracy increases on the location and deformation. The system can be applicable to various structures if the proper distribution method is invented later.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.22 no.2
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• pp.145-154
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• 2020

Steel set is a structure that stabilize the NATM tunnel until the installation of shotcrete, and it is combined after the shotcrete is installed to improve stability. In this study, determination approach for the equivalent elastic modulus of shotcrete-lattice girder composite is newly suggested for tunneling simulation. Also, a method was presented to calibrate the equivalent elastic modulus through the comparison of the full 3D model and equivalent model. When the conventional equivalent elastic modulus is used for shotcrete-lattice girder composite, the flexural strength of equivalent model is 130% smaller than that of full 3D model. Equivalent elastic modulus is adjusted considering the error of flexural strength. It is found that the error of flexural strength obtained from adjusted equivalent model using adjusted equivalent elastic modulus is reduced less than 1%.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.37 no.1
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• pp.9-16
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• 2024

Using the proper orthogonal decomposition (POD) based intrusive reduced order model (ROM), the total degrees of freedom of the structural system can be significantly reduced and the critical time step satisfying the conditional stability increases in the explicit time integrations. In this study, therefore, the changes in the critical time step in the explicit time integrations are investigated using both the POD-ROM and Voronoi-cell lattice model (VCLM). The snapshot matrix is composed of the data from the structural response under the arbitrary dynamic loads such as seismic excitation, from which the POD-ROM is constructed and the predictive capability is validated. The simulated results show that the significant reduction in the computational time can be achieved using the POD-ROM with sufficiently ensuring the numerical accuracy in the seismic analyses. In addition, the validations show that the POD based intrusive ROM is compatible with the Voronoi-cell lattice based explicit dynamic analyses. In the future study, the research results will be utilized as an elemental technology for the developments of the real-time predictive models or monitoring system involving the high-fidelity simulations of structural dynamics.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.25 no.1
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• pp.11-20
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• 1988

From the engineering point of view, a synthesis as well as an analysis technique is explored to search for the improved design of grillage which is common in ship structure. As an approximate analysis method for the grillage, an interaction reaction method is developed and compared with the finite element method. It is found that the discrepancy between these two methods is so negligible that the percent method could be used effectively for the grillage analysis. As an optimization technique, a feasible direction method could be used is combined with the intersection reaction method in order to design a minimum weight optimal grillage. The feasible direction method shows a good numerical performance although it requires more calculation times compared with the direct search method. Finally, the application of multiple objective optimization method to grillage is investigated in order to resolve conflicts existed between the multiple objectives which is a common characteristic of structure design problem. Goal programming method is extended to handle a nonlinear property of constraints and objective functions. It seems that the nonlinear goal programming could help not only to establish a relative importance of each objective, but also enable the designer to choose the best combination of design variables.