• Title/Summary/Keyword: 공탄성응답해석

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Performance Prediction a 10MW-Class Wind Turbine Blade Considering Aeroelastic Deformation Effect (공탄성 변형효과를 고려한 10MW급 풍력발전기 블레이드의 성능해석)

  • Kim, Dong-Hyun;Kim, Yo-Han;Ryu, Gyeong-Joong;Kim, Dong-Hwan;Kim, Su-Hyun
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.657-662
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    • 2011
  • In this study, aeroelastic performance analyses have been conducted for a 10MW class wind turbine blade model Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed in order to investigate detailed dynamic responsed of wind turbine blade Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations with k-${\omega}$ SST turbulence model are solved for unsteady flow problems of the rotating turbine blade model. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of the 3D turbine blade for fluid-structure interaction (FSI) problems.

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Seismic Capacity Evaluation of Bridge Structure using Capacity Spectrum Method (역량스펙트럼법에 의한 교량 구조물의 내진성능평가)

  • 박연수;오백만;박철웅;서병철
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.5
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    • pp.67-73
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    • 2003
  • The present seismic analysis of Road-Bridge Design Standard is on a basis of load-based analysis which lets structures have the strength over load. In this study, the capacity spectrum method, a kind of displacement based method, which is evaluated by displacement of structure, is presented as an alternative to the analysis method based on load. Seismic capacity is performed about the existing reinforced concrete pier which has already secured seismic design by capacity spectrum method. As a result. capacity spectrum method could realistically evaluate the non-elastic behavior of structures easily and quickly and the displacement of structures for variable ground motion level. And it could efficiently apply to an evaluation of seismic capacity about the existing structure and a verification of design for capacity target of the new structure.

Study on the Seismic response Spectra of a Structure Built on the Deep Soil Layers Classified in UBC-97 (UBC-97에 분류된 깊은 지반위에 세워진 구조물의 지진응답 스펙트럽에 관한 연구)

  • 김용석
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.1
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    • pp.63-76
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    • 2000
  • 구조물-지반 상호작용에서 알려진 것처럼 구조물 지진응답은 구조물하부 지반조거에 따라 영향을 받는데 UBC-97을 포함한 여러내진설계규준에서 지반사태 영향을 반영하고 있다 이 연구에서는 기초크기 기초밑 지반깊이, 입력지진 작용점 및 기초 근입깊이 등의 영향을 살펴보고 깊은 지반 위에 세워진 구조물의 평균응답스펙트럼을 UBC-97 탄성응답스펙트럼과 비교하기 위해 구조물-지반 상호작용을 고려한 지진해석을 가상 3차원 유한요소법과 부구조물법을 이용하여 1952년 Taft와 1940년 El Centro 지진기록을 주파수영역에서 수행하였다 연구결과에 의하면 기초크기는 구조물 응답에 별 영향이 없고 기초저면 지반깊이는 구조물체계의 고유주기와 최대가속도를 변경시켰다 또 입력지진의 합리적 작용점은 기초저면이라는 것이 확인되었으며 깊은 지반위에 놓인 기초의 근입은 저주기영역에서 구조물 응답을 상당히 줄어들게 하였다 한편 30m 깊은 지반위에 세워진 구조물의 평균가속도와 UBC-97 가속도를 비교한 결과 UBC-97 탄성응답스펙트럼에 의한 구조물 내진설계가 안전하지 못할 수도 있으므로 UBC-97 지진계수의 할증이 필요하다.

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Capacity Spectrum Method Based on Inelastic Displacement Ratio (비탄성변위비를 이용한 능력 스펙트럼법)

  • Han, Sang-Whan;Bae, Mun-Su
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.12 no.2
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    • pp.69-80
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    • 2008
  • In this study, improved capacity spectrum method (CSM) is proposed. The method can account for higher mode contribution to the seismic response of MDOF systems. The CSM has been conveniently used for determining maximum roof displacement using both demand spectrum and capacity curve of equivalent SDOF system. Unlike the conventional CSM, the maximum roof displacement is determined without iteration using inelastic displacement ratio and R factor calculated from demand spectrum and capacity curve. Three moment resisting steel frames of 3-, 9- and 20-stories are considered to test the accuracy of the proposed method. Nonlinear response history analysis (NL-RHA) for three frames is also conducted, which is considered as an exact solution. SAC LA 10/50 and 2/50 sets of ground motions are used. Moreover, this study estimates maximum story drift ratios (IDR) using ATC-40 CSM and N2-method and compared with those from the proposed method and NL-RHA. It shows that the proposed CSM estimates the maximum IDR accurately better than the previous methods.

Vibrations of a Fluid-filled Thick Cylindrical Shel with Embedded Internal Strength Members (길이 방향 내심 장력재를 갖는 유체 충진된 두꺼운 원통 셀의 진동 해석)

  • 함일배;정의봉;이헌곤
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.340-343
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    • 1995
  • 본 연구에서는 내심형 장력재가 셀 벽속에 묻혀 있는 경우에, 셀의 진동 및 내부 음압을 셀과 장력부재 그리고 내부 충진유체들의 상호 작용을 고려하여 계산하였다. 계산 결과, 셀 재료와 인장 부재의 탄성계수, 감쇠특성의 차이에 따라 응답이 변화함을 확인할 수 있었으며, 각각의 재료 특성 및 설계 변수들에 대한 추가 연구를 수행하여, 내심형 장력 부재를 갖는 유체 충진 원통형 셀의 진동 전달 특성 해석 및 최적화 설계에 이 연구 결과들을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

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Evaluation of Proper Supplemental Damping for a Multi-Story Steel Frame Using Capacity Spectrum Method (능력스펙트럼법을 이용한 다증 철골조 건물의 적정 감쇠기 선정)

  • 김진구;최현훈
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.103-111
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    • 2001
  • 본 연구에서는 능력스펙트럼법을 이용하여 성능목표를 만족하기 위하여 필요한 점성 감쇠기? 양을 간단하고 직접적인 방법으로 산정하는 방법에 관하여 연구하였다. 먼저 능력스펙트럼법을 이용하여 구조물의 비탄성 응답을 구하고 구조물의응답과 목표변위의 차이를 이용하여 필요한 유효감쇠비를 구하였다. 그리고 이러한 유효감쇠비를 이용하여 필요한 점성감쇠기의 양을 선정하였다. 본 연구에서 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 10층의 철골조 건물에 세 가지 유형의 층지진하중을 가하고 제안된 절차에 따라 필요한 감쇠기의 양을 구하였다. 해석결과에 따르면 제안된 방법에 의하여 설계된 점성 감쇠기를 해석 모델에 설치하고 시간이력 해석을 수행한 결과 최대응답은 목표변위와 잘 일치함을 발견하였다.

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Calculation of Optimum Damping Ratio of Viscous Dampers Using Capacity Spectrum Method (능력스펙트럼법을 이용한 점성 감쇠기의 적정 감쇠비 산정)

  • 김진구;최현훈
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.45-52
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    • 2001
  • 에너지 소산장치가 설치된 건무의 비선형 시간이력해석은 복잡하고 많은 시간이 소모된다. 본 연구에서는 비선형 정적해석법인 능력 스펙트럼을 이용하여 구조물의 주어긴 거동 한계를 만족할 수 있는 감쇠기의 양을 산정하는 방법에 관하여 연구하였다. 먼저 능력스펙트럼법을 이용하여 건물의 비선형 정적응답을 구하고 건물의 응답과 목표변위의 차이를 이용하여 유효감쇠비를 구하고 이러한 유효 감쇠비를 이용하여 필용한 점성 감쇠기의 양을 구하였다. 본 연구에서는 단자 유도계에서 건물의 주기, 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도의 비, 항복 후 강성비 등을 변수로 하여 연구를 수행하였다. 제안된 방법에 따라 설계된 점성 감쇠기를 설치한 예제 구조물의 시간이력 해석에 의한 최대 응답은 설계의 초기단계에서 사용한 목표변위와 잘 일치하였다.

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Displacement Response of Degrading Systems to Near-Fault Ground Motions (근접-단층 지진에 대한 저하시스템의 변위응답)

  • 송종걸
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.2
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    • pp.1-12
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    • 2000
  • 단층에 근접한 지진동에 대하여 성능이 저하되는 단자유도계의 변위응답에 대하여 연구하였다 5% 의 감쇠비를 갖는 세단계의 성능저하시스템을 5개의 단층에 근접한 지진동에 대하여 해석하였다 해석결과로부터 성능저하시스템의 비탄성 변위응답은 비저하시스템에 비하여 큰 값을 나타냄을 알 수 있었다 또한 성능저하 특성이 증가할수록 변위응답은 커지는 경향이 있다 이러한 변위증폭은 구조물의 고유주기 강도와 성능저하특성에 영향을 받으며 짧은 주기영역에서는 큰 값을 나타내며 긴 주기영역에서는 변위증폭이 거의 발생하지 않는다 단층에 근접한 각각의 지진동에 대한 변위증폭의 최대값은 1초 보다 작은 주기영역에서 비저하시스템의 4배 정도이다 변위증폭계수의 평균값은 짧은 주기영역에서는 2의 값을 가지면 구조물의 고유주기가 길어질수록 1에 수렴해 감을 알 수 있었다.

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Implications of the effects of gravity load for earthquake resistant design of multistory building structurtes (고층건물의 내진설계에 미치는 중력하중의 영향)

  • 이동근;이석용
    • Computational Structural Engineering
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    • v.6 no.3
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    • pp.67-80
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    • 1993
  • This paper presents the results of an analytical study to evaluate the inelastic seismic response characteristics of multistory building structures, the effects of gravity load on the seismic responses and its implications on the earthquake resistant design. Static analyses for incremental lateral force and nonlinear dynamic analyses for earthquake motions were performed to evaluate the seismic response of example multistory building structures. Most of considerations are placed on the distribution of inelastic responses over the height of the structure. When an earthquake occurs, bending moment demand is increased considerably from the top to the bottom of multistory structures, so that differences between bending moment demands and supplies are greater in lower floos of multistory structures. As a result, for building structures designed by the current earthquake resistant design procedure, inelastic deformations for earthquake ground motions do not distribute uniformly over the height of structures and those are induced mainly in bottom floors. In addition, gravity load considerded in design procedure tends to cause much larger damages in lower floors. From the point of view of seismic responses, gravity load affects the initial yield time of griders in earlier stage of strong earthquakes and results in different inelastic responses among the plastic hinges that form in the girders of a same floor. However, gravity load moments at beam ends are gradually reduced and finally fully relaxed after a structure experiences some inelastic excursions as a ground motion is getting stronger. Reduction of gravity load moment results in much increased structural damages in lower floors building structures. The implications of the effects of gravity load for seismic design of multistory building structures are to reduce the contributions of gravity load and to increased those of seismic load in determination of flexual strength for girders and columns.

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The Interactive Effect of Translational Drift and Torsional Deformation on Shear Force and Torsional Moment (전단력 및 비틀림 모멘트에 의한 병진 변형 및 비틀림 변형의 상호 작용 효과)

  • Kim, In-Ho;Abegaz, Ruth A.
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.35 no.5
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    • pp.277-286
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    • 2022
  • The elastic and inelastic responses obtained from the experimental and analytical results of two RC building structures under the service level earthquake (SLE) and maximum considered earthquake (MCE) in Korea were used to weinvestigate the characteristics of the mechanisms resisting shear and torsional behavior in torsionally unbalanced structures. Equations representing the interactive effect of translational drift and torsional deformation on the shear force and torsional moment were proposed. Because there is no correlation in the behavior between elastic and inelastic forces and strains, the incremental shear forces and incremental torsional moments were analyzed in terms of their corresponding incremental drifts and incremental torsional deformations with respect to the yield, unloading, and reloading phases around the maximum edge-frame drift. In the elastic combination of the two dominant modes, the translational drift mainly contributes to the shear force, whereas the torsional deformation contributes significantly to the overall torsional moment. However, this phenomenon is mostly altered in the inelastic response such that the incremental translational drift contributes to both the incremental shear forces and incremental torsional moments. In addition, the given equation is used to account for all phenomena, such as the reduction in torsional eccentricity, degradation of torsional stiffness, and apparent energy generation in an inelastic response.