• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.64-73
• /
• 2014

본 연구에서는 철골 골조 구조물의 안전성 모니터링을 위하여 계측한 변형률을 통해 구조물에 작용한 하중을 식별하는 알고리즘을 제안한다. 기존의 시스템 식별 연구에서 구조물의 강성 등을 변수화한 것과는 다르게, 본 연구에서는 구조물에 작용한 하중과 이로 인해 구조물에 발생하는 변형률 간의 관계를 행렬로 정의하고, 이 행렬 및 작용한 하중을 변수화 한다. 계측한 변형률과 변수를 통해 추정한 변형률 사이의 차이를 오차함수로 설정하고 이를 최소화시키기 위해 최적화 알고리즘 중 하나인 유전자 알고리즘을 적용한다. 구해진 변수와 계측 변형률을 통해 작용한 하중을 식별하고 구조물의 하중 변화 시 미계측 지점의 응답을 추정한다. 본 연구에서 제안하는 하중 식별 알고리즘을 검증하기 위해 3차원 철골 골조 구조물의 정적 가력 실험을 수행하였고, 계측한 변형률을 통해 가해진 하중을 낮은 오차 수준으로 식별할 수 있었다. 또한, 하중 조건 변화 시, 계측한 변형률을 통해 모니터링 대상이 되는 미계측 지점의 변형률을 0.17~3.13%의 오차 범위로 추정하였다. 본 연구가 제안하는 식별법이 철골 구조물의 보다 현실적인 안전성 모니터링에 효과적으로 적용될 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.179-184
• /
• 2015

이 연구의 목적은 건전성 평가 기법을 통해 해양 구조물 중 생산 라이저의 건전성 및 안전성을 확보할 수 있도록 하는 것이다. 생산 라이저의 건전성 평가 기법을 선정하기 위해서 레벨 I, II의 비파괴 손상평가(NDE) 기법을 분류 및 검토하였다. 그리고 수치해석을 통해 검토한 기법의 손상 탐지 성능 및 적용성을 확인하였다. 그 결과 모달 변형 에너지를 이용한 손상탐지 기법이 다른 기법들에 비해 가장 손상에 대해 민감한 결과를 나타냈다. 실제 구조물에서 모니터링 시스템을 적용하는 경우 환경적, 경제적 요인들에 의해 센서 개수는 제한적이다. 센서 수의 감소함에 따른 손상탐지 성능에 대한 영향을 일련의 수치해석 과정을 통해 분석하고 그 결과를 논의하였으며, 생산 라이저의 건전성 평가에 대한 최적 센서 개수를 추천하였다.

• Composites Research
• /
• 제24권1호
• /
• pp.24-30
• /
• 2011

복합재 구조물에서 발생하는 저속 충격에 의한 손상은 대부분 복합재의 내부나 충격을 받은 면의 반대 면에서 발생하기 때문에 검출이 쉽지 않아 시간이 지날수록 구조물이 위험에 처할 확률이 높아진다. 하지만 기존의 비파괴검사 방법은 일정한 주기에 따라 수행되기 때문에 즉각적으로 충격 손상을 감지할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하고자 비파괴검사 장비를 구조물 내에 탑재하여 실시간으로 구조물의 건전성을 확인하는 개념인 구조 건전성 모니터링에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중의 하나인 충격 모니터링 시스템은 운용 중에 발생한 충격 이벤트를 감지하고 그 위치 및 손상 정도에 대한 정보를 제공해 주어야 한다. 이를 위한 첫 번째 단계로 본 연구에서는 복합재 평판 및 복잡한 복합재 시편 구조물에 FBG 센서를 부착하여 충격 위치 검출 시험을 수행하였고, 이와 같은 복합재 시편에 대해 충격 파손 시험을 수행하여 손상 발생 유무를 예측하는 시험을 수행하였다. 저속 충격에 의해 발생하는 음향 파는 (주)파어버프로에서 개발한 고속 FBG interrogator를 사용하여 4개의 다중화된 FBG 센서로부터 동시에 취득하였고, 신경회로망을 이용한 학습을 거쳐 충격 발생 위치를 검출하였다. 또한 충격 파손 시험으로부터 취득한 음향 파의 웨이블릿 변환을 통해 충격 손상의 발생 유무 예측 가능성을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제12권12호
• /
• pp.357-362
• /
• 2023

교량은 중요한 교통 인프라지만 다양한 환경적 요인과 지속적인 교통 부하로 손상 및 균열을 겪게 되며, 이러한 요인들은 교량의 노후화를 가속화시킨다. 현재 건설한 지 오래된 교량이 많아지면서 안전성을 보장하고 노후화를 진단하기 위한 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 이미 교량에서는 실시간 또는 주기적으로 교량의 상태를 모니터링하기 위해 구조물 건전도 모니터링(SHM) 기술이 활용되고 있다. 이 기술과 함께 인공지능과 사물인터넷 기술을 활용한 지능형 교량 모니터링 기술 개발이 진행 중이다. 본 논문에서는 노후화된 교량의 유지관리를 위해 고속 푸리에 변환과 차원 축소 알고리즘을 활용한 교량 안전성을 예측 엣지 시스템 기법을 연구한다. 특히, 기존 연구와는 다르게 실제 교량에서 수집된 센서 데이터를 이용하여 데이터셋을 형성하고 교량의 안전성을 확인할 수 있는지 알아본다.

• 한국공간구조학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.8-13
• /
• 2015

본 기사에서는 실 사회기반시설물 및 건축물에 적용 가능한 무선 센싱 시스템을 소개하였다. 이는 실용성 및 적용성을 높이기 위해 일방향의 계층형 무선 통신 네트워크 형태를 가지며, 절전 기능을 사용한다. 또한 웹-기반의 관리 프로그램을 통해 원거리에 위치한 구조물의 구조반응을 언제, 어디서든 확인할 수 있다. 이는 자동 계측 및 무선 통신 기법을 사용하기 때문에 설치가 용이하고, 시공 작업의 방해가 적으며, 설치 이후의 유지관리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다. 그러나 실 구조물의 정확한 SHM을 위해서는 계측값의 분석 및 건전도평가 등에 관한 신뢰할 만한 기술 개발이 여전히 요구된다.

• 풍력에너지저널
• /
• 제15권2호
• /
• pp.23-36
• /
• 2024

In this study, a health monitoring system was developed for the two most vulnerable parts of a wind tower support structure: the connection between steel towers (L-Flange) and the concrete foundation-steel tower connection. To select assessment parameters for health monitoring, detailed FEM analysis was conducted using the ABAQUS program. Additionally, a testbed was established near the Jeju Woljeongri wind turbine farm to evaluate the applicability of measurement data by installing sensors. Through computational analysis and relevant criteria review, we defined limits for measurement parameters by vulnerable section. We categorized the structural safety evaluation into four stages: normal, caution, warning, and danger, and selected management criteria for each stage. From this, an algorithm to evaluate safety was developed, and a visualized monitoring platform based on the established critical parts monitoring system was developed.

• Composites Research
• /
• 제31권4호
• /
• pp.145-150
• /
• 2018

항공우주산업에서 구조물의 수명연장과 경제적 측면에서의 효율적인 운용을 위해 다양한 구조건전성모니터링(Structural Health Monitoring, SHM) 기법들이 제시되어왔다. 금속재 구조물의 경우, 수분이나 염분 등에 의한 부식이나 쉽게 응력집중이 발생하는 타공, 노치, 볼트 등과 같은 위치에서의 균열이 주된 관심사였으나, 항공우주산업에서의 복합재 사용비율이 증가함에 따라 손상 메커니즘이 더욱 복잡한 복합재 구조물에 적용이 가능한 고도화된 SHM 시스템의 필요성이 강조되고 있다. 본 논문에서는 Q-switched 레이저와 다수의 압전센서를 이용한 복합재에서의 AE(Acoustic emission) 위치탐지 기법을 제시한다. 제시되는 기법은 10 mm 이내의 거리오차로 방출위치 탐지를 목표로 하며 복합재 구조에서 수행된 AE 모사실험 및 위치탐지 시도 결과를 제시하여 기법이 유효함을 증명한다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.55-61
• /
• 2020

국내 고도성장기 이후 본격 건설되기 시작한 사회 기반 시설물은 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 사고 발생 시 대량 인명 피해로 직결될 수 있는 교량, 터널 등의 대형 구조물에 대한 안전성 평가가 필요하다. 하지만 기존의 유선 센서 기반의 Structural Health Monitoring(SHM)을 개선한 무선 스마트 센서 네트워크는 짧은 신호 도달거리로 인해 경제적이고 효율적인 시스템 구축이 힘들다. 따라서 LoRa LPWAN 시스템은 사물인터넷의 확산과 더불어 저전력 장거리 통신이 각광을 받고 있으며, 이를 구조 건전성 모니터링에 응용함으로써 경제적이면서도 효율적인 모니터링 시스템 구축이 가능하다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 기술동향을 조사하였으며, LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 설치 및 유지관리 방안을 제안한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.263-266
• /
• 2010

비정형 형상의 초고층 건물이 증가함에 따라, 설계 시공 계획 단계에서의 시공 중 건물의 구조적 안정성 검토가 핵심 사항으로 부각되고 있다. 시공 중 비정형 초고층 건물의 안정성을 확보하기 위해서는, 횡력저항시스템이 완전히 형성되기 전 구조체 자중의 불균형 분포에 의해 발생하는 수직부재의 불균등 축소, 골조의 기울어짐 혹은 횡변위 등이 시공단계해석에 의하여 검토되어야 하며, 시공단계해석은 구조건전성모니터링, 시공 보정 프로그램, 시공계획 수립 등과 체계적으로 결합되어 진행되어야 한다. 이 논문은 시공 중 비정형 초고층 건물의 구조 안정성 검토를 위하여, 실제 비정형 초고층 프로젝트에 시공단계해석을 적용하였으며, 시공 중 초고층 건물의 안정성 확보를 위한 주요 검토 항목 및 방법을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.195-195
• /
• 2021

최근 기후변화, 과도한 지하수 이용 등으로 유역 환경이 변화하고 있으며, 이에 따른 부작용으로 하천의 건천화, 지표유출량 증가, 증발산량 감소 등 물순환 구조가 왜곡되고 있다. 물순환 과정은 지역적 조건에 따라 다르게 나타나며, 모의 요소와 해석 기법도 다르다. 따라서 지속가능하고 건전화된 물순환을 위해 해당 유역의 물순환계를 정확히 파악하고 고려하여 객관적으로 정량화할 수 있어야 한다. 현재 우리나라 농업유역은 논, 용·배수로, 농업용 저수지가 존재하며, 종합적인 농촌용수 물순환 해석을 위해 농촌용수 요소별 해석 기술 및 모듈 개발, 모델링 기법 등을 이용하여 농촌수자원의 체계적·과학적 해석 및 관리 시스템 개발이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 강원도 원주시에 위치한 흥업저수지를 대상으로 농촌용수의 물순환 과정을 정립하였으며, 저수지 시점부·말단부, 농업용 저수지, 저수지 유역으로 구분하여 물순환 분석을 수행하였다. 물순환 모의 요소로 저수지 수위, 유역 유출량, 수로부 공급량 및 배수량, 회귀수량 등으로 선정하였으며, 수로 네트워크 기반의 SWMM (Storm Water Management Model) 모형을 이용하여 종합적인 농촌용수 물순환 해석을 수행하였다. 또한, 물순환 해석 기법의 적용성 검증을 위해 모의 요소별 모니터링을 수행하였으며, SWMM 모형과 모니터링을 비교하여 적용성을 평가하였다. 본 연구 결과를 통해 농촌지역 특성 및 기후변화를 고려한 농촌수자원의 안정적인 공급과 국가 청정 수자원 확보를 위한 통합 물관리 정책을 실현하는데 기초 자료로써 활용 가능할 것이라 사료된다.