• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.25 no.1
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• pp.91-99
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• 2012

The main objective of this study is to examine the feasibility of using lead zirconate titanate (PZT)'s direct piezoelectric response as vibrational feature for damage monitoring in beam structures. For the purpose, modal strain energy (MSE)-based damage monitoring in beam structures using dynamic strain response based on the direct piezoelectric effect of PZT sensor is proposed in this paper. The following approaches are used to achieve the objective. First, the theoretical background of PZT's direct piezoelectric effect for dynamic strain response is presented. Next, the damage monitoring method that utilizes the change in MSE to locate of damage in beam structures is outlined. For validation, forced vibration tests are carried out on lab-scale cantilever beam. For several damage scenarios, dynamic responses are measured by three different sensor types (accelerometer, PZT sensor and electrical strain gage) and damage monitoring tasks are performed thereafter. The performance of PZT's direct piezoelectric response for MSE-based damage monitoring is evaluated by comparing the damage localization results from the three sensor types.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.71.2-71.2
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• 2010

고체산화물연료전지는 청정에너지원으로써 기존의 발전방식을 대신할 차세대 에너지원으로 각광 받고 있다. 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동하는 특성상 실험을 통하여 전극미세구조 및 구동조건을 최적화하는 것은 매우 어렵다. 본 연구는 전기화학식을 이용한 전산모사를 통해서 고체산화물 연료전지의 구동조건에 따른 성능 평가 및 전극의 미세구조 최적화 과정을 수행하였다. 전극 내 전달현상을 무시하고 오직 전기화학반응만을 고려한 전산모사는 단전지의 전극미세구조 및 구동조건에 따른 전지성능을 빠르게 예측할 수 있으며, 이를 기반으로 다양한 조건에서 얻은 전지 성능 데이터를 통해 전극미세구조를 최적화하였다. 개회로전압, 활성화분극, 저항분극, 물질수송손실을 표현하기 위하여 Nernst 식, Butler-Voler 식, 옴의 법칙, dusty-gas 모델을 각각 사용하였으며, 전극미세구조 및 구동조건의 변화는 물질확산계수 및 교환전류밀도를 통하여 그 영향이 전지성능에 반영된다. 온도, 압력, 주입 연료의 조성에 대한 성능평가가 수행되었으며, 1023K, 1 bar의 조건하에서 최적의 단전지 성능을 위한 기공도와 기공크기를 조사하였다. 더 향상된 단전지 성능 확보를 위해서 실험에서 쓰이는 기능층(functional layer)과 유사하게 넓은 반응 면적과 원활한 반응물 및 생성물의 이동을 보장하도록 기공도 및 기공크기를 그레이딩한 전극구조(graded-electrode)를 디자인하고 성능을 평가하였다. 그 결과 기존의 전지구조 대신에 그레이딩된 전극을 사용할 경우 50%이상 향상된 전지성능을 예측할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.62-62
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• 2004

최근 신소재인 선진 복합 재료 중 탄소 섬유 강화 플라스틱(이하 CFRP라고 한다. )은 비강도, 비강성이 높기 때문에 경량화가 요구되는 여러 분야, 즉 항공기, 인공위성, 원자로, 자동차 산업분야, 조선 산업분야 등 널리 사용되고 있다. 경량화가 요구되는 분야에 사용되는 구조 부재의 형상은 평판보다는 다양한 형태의 곡면 형상을 뛰는 챌(Shell)의 형상을 갖는다. 또한 이러한 구조물에 충격이 가해 졌을 때 곡면을 갖는 구조물의 충격_응답 및 파괴형태는 평판과는 다른 양상을 보인다.(중략)

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.36 no.3
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• pp.163-168
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• 2012

Recently, people's desire for the waterfront space has been increasing, and more people want to spend their leisure time close to the water. This paper proposes a damage detection technique using the static strain for the floating structure. An existing damage index, in which the modal strain energy was utilized to identify possible location of damage, is expanded to apply the static strain. The new damage index is expressed in terms of the static strains of undamaged and damaged structures. After calculating damage index, the possible damage locations in the structure are determined by the pattern recognition technique. The accuracy and feasibility of the proposed method is demonstrated by using experimental strain data from a scale model of floating structure.

• Computational Structural Engineering
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• v.6 no.1
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• pp.39-43
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• 1993

본문에 열거한 빙하중의 산정방법을 비교해 볼 때, 구조물의 규모가 크고 다년생 얼음이 설계하중으로 작용하는 경우 에너지 평형 방법 중 소성 극한이론을 근거로 한 Korzhavin식을 이용하는 것이 타당하리라 판단된다. 극한 응력에 의한 방법은 구조물의 직경이 작은 경우에 완전 관입이 되는 것을 가정하기 때문에 직경이 큰 구조물에서는 빙하중의 크기가 과대 평가될 가능성이 크며, 극한 하중에 의한 방법은 Ridge Building Force의 부정확성 때문에 쉽게 적용하기 곤란하여 이에 대한 통계적 자료가 크게 요구된다. 지반과 구조물의 유연성을 고려한 동적 모델에 의한 방법은 참고문헌을 소개하는 것으로 대신한다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.7 no.3
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• pp.147-156
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• 2003

In this paper, a damage detection method using mode shapes of truss structures is presented. The theory is formulated based on the changes in the modal strain energy in a truss type structures due to damage. To examine the feasibility, the theory is applied to an experimental data of a 1:6 scale model of a typical hexagonal truss structure. The experiment consists of 17 damage scenarios subjected to three different types of damage. The damage evaluation results show that the proposed method detects successfully damage in truss elements and also show that the performance of proposed method can be significantly impacted by the noise in the measurement data for small damage.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.21 no.5
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• pp.108-116
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• 2017

In this study, the prototype structure of seismically designed steel moment frame was analyzed statically and dynamically in order to demonstrate the applicability of energy-based approximate analysis with the dynamic effect of sudden column loss in the evaluation of the collapse resistance and a method for assessing the sensitivity to progressive collapse was proposed. For the purpose of comparing the structural behavior of buildings with different structural systems, the sensitivity of the structure to the sudden removal of vertical members can be used as a significant measure. The energy-based approximate analysis prediction for the prototype structure considered in the study showed good agreement with the dynamic analysis result. In the sensitivity evaluation, the structural robustness index that indicates the ability of a structure to resist collapse induced by abnormal loads was used. It was confirmed that the proposed methods can be used conveniently and rationally in progressive collapse analysis and design.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.2
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• pp.197-207
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• 2002

Energy dissipation capacity and earthquake responses of steel structures installed with unbonded braces(UB) were investigated. Parametric studies were performed for a single-degree-of-freedom structure under harmonic loads, and optimum yield strength of unbonded braces were derived. Nonlinear dynamic time history analyses were carried out to investigate the seismic response of multi-story model structures with UB having various size and strength. Various techniques were applied to determine proper story-wise distribution of UB in multi-story structures. The analysis results show that the maximum displacements of structures generally decrease as the stiffness of UB increases. However for some natural frequencies and seismic loads the maximum displacement and accumulated damage increases as the stiffness of UB increases.

• Korea Journal of Geothermal Energy
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• v.8 no.2
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• pp.4-15
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• 2012

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2017.03a
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• pp.145-150
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• 2017

물 클러스터는 크기에 따라 성질이 달라지는 특징이 있다. 이번 연구에서는 $SPC/F_2$ 모델을 적용한 물 클러스터의 전역 최적구조(global minimum structure)를 구하고, 이로부터 상전이 경향을 예측하는 것이 목적이다. 물 클러스터의 분자 동력학 시뮬레이션 중 simulated annealing을 적용하여 얻은 결과에서 가장 낮은 에너지를 가지는 구조가 전역 최적구조가 되었다. 또, $(H_2O)_N$과 $(H_2O)_{N{\pm}1}$사이의 상대적 에너지 안정도와 타 모델의 전역 최적구조의 비교를 통해 일차 상전이(first-order phase transition)와 이차 상전이(second-order phase transition)의 경향은 각각 짝수인 N=8, 10, 12일 때와 홀수인 7, 9, 11일 때로 나뉘었다.