• 제목/요약/키워드: 모드 중첩

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모드중첩기법을 이용한 CASK의 동적충격응답해석 (A Study on the Dynamic Impact Response Analysis of Cask by Modal Superposition Method)

  • 이영신;김용재;최영진;김월태
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권4호통권70호
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    • pp.373-383
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    • 2005
  • 다양한 분야에서 방사선물질을 수송하기 위해 사용되고 있는 수송용기(cask)는 국내 원자력안전규정 및 IAEA 운반규정에서 정한 9m 자유낙하충격의 가상사고조건을 만족시켜야 된다. 현재까지 수송용기의 낙하충격력은 주로 복잡한 계산과정을 갖는 유한요소해석에 의해 수행되어 왔다. 본 논문에서는 수송용기 본체의 동적충격응답에 대해 모드중첩기법을 이용하여 해석하고 그 해법방법을 제시하였다. 해석결과는 이전에 실시되었던 시험결과와 유한요소해석과 비교를 통하여 그 타당성을 입증하였다. 본 해석방법은 유한요소 해석과 비교하여 간단한 방법으로서 수송용기에 대한 대체적인 동적응답을 예측할 수 있다.

충격시험에 의한 실험모드특성을 이용한 구조물의 지진응답 예측 (Seismic Response Prediction of a Structure Using Experimental Modal Parameters from Impact Tests)

  • 조성국;조양희;소기환
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.75-84
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    • 2010
  • 원자력발전소에 설치되는 주요 전기기기들의 내부 부품을 내진검증하기 위해서는 캐비닛내부응답스펙트럼이 필요하고, 이는 캐비닛의 각 위치에서 정확한 지진응답을 구한 후에 생성이 가능하다. 반면에 대부분의 전기기기는 질량과 강성 분포가 복잡하기 때문에 해석적 방법에 의해 동적 분석을 수행하는 것이 어렵다. 이러한 여건을 감안하여 이 연구에서는 해석과 시험을 조합하여 기기의 지진응답을 예측하는 간편한 절차를 제안하였다. 제안된 절차는 먼저 충격시험을 통하여 규명된 실험모드특성을 이용하여 독립된 모드방정식을 구성하고, 이로부터 모드응답을 계산한 다음, 각 모드응답을 중첩함으로써 구조물의 지진응답을 예측한다. 제안된 절차의 신뢰성을 검증하기 위해서, 별도로 제작된 단순 강재 프레임 시편에 제안된 절차를 적용하여 지진응답을 예측하고, 이를 실제 진동대시험을 통하여 계측한 결과와 비교하였다. 이 연구를 통하여 충격시험에 의해 얻어진 실험모드특성을 이용하여 구조물의 지진응답을 비교적 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

모드중첩법을 이용한 정수중의 매트형 거대부유구조물의 동하중에 대한 시간영역 유탄성 해석 (A Time Domain Analysis for Hydroelastic Behavior of a Mat-type Large Floating Structure in Calm Water under Dynamic Loadings by Mode Superposition Method)

  • 이동환;조경남;최윤락;홍사영;최항순
    • 대한조선학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.39-47
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    • 2001
  • 본 논문에서는 매트형 거대 부유식 구조물의 동적 응답을 모드중첩법을 이용하여 시간영역에서 해석하였다. 동유체력의 시간기억함수는 고차경계요소법으로 계산한 동유체감쇠력을 푸리에변환하여 구하였으며, 구조물의 동적 응답은 해석적으로 유도한 고유 모드를 시간적분하여 산정하였다. 해석법을 검증하기 위하여 집중하중이 순간적으로 제거되는 경우, 집중하중이 충격적으로 가해지는 경우, 그리고 집중하중이 등속으로 일정거리를 움직인 경우 등 3가지에 대하여 계산을 수행하였다. 이렇게 얻은 수치결과는 3가지 경우 모두 모형에 대한 실험치와 잘 일치하였다.

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지반-구조물 연계모델의 등가감쇠값에 관한 연구 (A Study on Equivalent Modal Damping Values of Soil-Structure Coupling Models)

  • 박형기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.241-248
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    • 1987
  • 지반-구조물 상호작용 효과가 큰 경우의 동적문제를 모드중첩법으로 해결하기 위하여 여러 가지 등가모드감쇠값 결정 방법에 대한 이론적 배경을 검토하였다. 또한 component mode synthesis method에 의하여 감쇠행렬을 구하고 이를 이용한 직접적분법으로 지반-구조물의 연계모델의 응답을 계산하여 각 등가모드감쇠값 결정 방법으로 구한 등가모드감쇠값을 사용한 모드 중첩법의 해석 결과와 비교 분석하였다. 해석모델로는 2종류의 상부구조와 4종류의 지반조건을 고려하고 이를 조합한 경우를 채택하였다. 본 연구 결과로 소멸에너지법으로 얻은 등가모드감쇠값이 직접적 분법의 결과에 가장 근사적인 결과를 주는 것을 알 수 있었다. 고정지반모델인 경우에는 강도가중법을 제외한 다른 방법으로 구한 등가모드감쇠값은 직접적분법의 결과와 거의 일치되는 응답을 주었다.

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FBG센서를 이용한 교량의 동적변위 추정 (Estimation of Dynamic Displacements of a Bridge using FBG Sensors)

  • 신수봉;윤병구;김재천
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권3호통권55호
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    • pp.101-109
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    • 2009
  • FBG센서로 변형율을 계측하고 추정 가능한 일부 저차모드를 중첩하여 교량의 동적변위를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 모드별 진동형상은 단순보의 이론식에서 유도하였고, 일반화좌표는 FBG센서에서 계측한 변형율에서 유도하였다. 일반 교량의 저차모드에서 발생하는 휨 및 비틀림모드는 각 거더별 혹은 구간별로 분리하여 단순보의 이론적 휨모드로 고려함으로써 다양한 형식의 교량에 적용할 수 있도록 하였다. 알고리즘의 적용에 고려해야 할 진동모드의 개수 및 변형율 센서의 개수를 결정하는 기준은 이론적으로 제시되었다. 제안된 방법의 효용성을 다양한 형식의 교량에 대한 수치예제, 모형교량에 대한 실내실험 및 자기부상열차용 PC Box 거더교에 대한 현장실험을 통해 검증하였다. 수치예제에서는 교량 진동형상의 오차 및 변형률 측정 오차가 동적변위 추정 결과에 미치는 영향을 분석하였다.

웨이블릿 변환에 의한 시스템 감쇠변수 평가 (Estimation of System Damping Parameter Using Wavelet Transform)

  • 이석민;정범석;홍석우
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.30-37
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    • 2015
  • 본 연구에서는 웨이블릿 변환을 적용한 시스템 감쇠비 평가에 있어서 고유주파수가 저주파 영역에 속하고, 비교적 높은 감쇠비를 갖는 응답신호에 대하여 웨이블릿 기저함수의 중심주파수 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 단일 모드로 구성된 신호와 일정 주파수를 이격시킨 분리 중첩 모드 신호 및 모드 주파수 성분을 근접시킨 인접 중첩 모드 신호에 대하여 수치해석으로 분석하고, H-Beam을 통한 실내실험을 수행하였다. 분석하고자 하는 모드의 고유주파수는 전체 스케일에 대한 대응 스케일로서 고려되고, 이러한 대응 스케일의 위치는 웨이블릿 기저함수의 중심주파수에 영향을 받게 된다. 따라서 각 모드의 고유주파수에 대응되는 스케일이 전체 스케일의 1/2에 위치되도록 웨이블릿 기저함수의 중심주파수가 선택될 때 감쇠비 평가에 대한 신뢰성이 향상 될 것이다.

Assumed Mode Method를 이용한 보강판의 진동인텐시티 해석 (Structural Intensity Analysis of Stiffened Plate Using Assumed Mode Method)

  • 조대승;김사수;정상민
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.76-86
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    • 1998
  • 본 연구에서는 보강재와 구조부재의 내부손실이 진동에너지 흐름에 미치는 영향을 파악하기 위하여 assumed mode method와 모드해석기법을 이용하여 점 가진된 평판과 보강판에 대한 진동인텐시티 해석을 수행하였다. 이때, 중첩모드수에 따른 진동인텐시티 해석 결과의 수렴성과 기진원으로부터 입력되는 파워를 진동인텐시티로 추정할 경우의 정확도에 대해서도 검토하였다. 일련의 수치해석 결과로부터 중첩모드수가 충분할 경우 진동인텐시티를 이용하여 추정한 기진원의 입력파워는 5%이내의 오차를 나타내고, 면외 기진력을 받는 판 구조물의 진동에너지는 전단력 성분에 의해서 지배적으로 전달됨을 확인하였다. 아울러, 구조부재의 내부손실 효과와 보강재의 진동에너지 흐름 차단 효과는 저차 공진주파수에서는 작고, 고차 공진주파수 및 비공진 주파수 영역에서 큼을 확인하였다.

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모드 형상과 가속도계를 이용한 자유 진동하는 외팔보의 변위 추정 (Estimation of Structural Displacements for Cantilever Beam Using Mode Shapes and Accelerometers Under Free Vibration)

  • 김경종;이용환;이규범;이철순;조진연;김정호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.376-385
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    • 2017
  • 본 연구는 변위를 추정하기 위한 가속도 시간 적분 방법의 단점을 완화하기 위해 구조물의 가속도와 모드 형상을 이용한 보 구조물 변위 추정 기법을 제안하였다. 기존의 가속도 시간 적분 방법은 구조물의 초기 조건을 알기 어렵고 잡음에 의한 오차가 누적되기 쉽다는 문제가 있었다. 이런 문제를 해결하기 위해 모드 중첩법에 기반을 두는 변위 추정기법을 도출하였고 기법의 타당성을 검증하기 위해 2가지의 외팔보 진동 실험을 수행하였다. 실험으로부터 측정된 가속도 데이터와 외팔보의 모드 형상을 이용하여 보 구조물 정적 변위와 동적 변위를 추정하였고 레이저 변위 센서를 이용하여 직접 측정된 변위와 비교하였다. 이를 통해 제안된 보 구조물 변위 추정 기법의 타당성 및 유용성을 검증하였으며 추정한 변위와 직접 측정한 변위가 잘 일치함을 확인하였다.

다중모드 광섬유의 모드스페클 패턴을 이용한 광연결 (Optical interconnections by use of mode speckle patterns of a multimode fiber)

  • 양준영;장주석;정신일
    • 한국광학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.25-30
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    • 1998
  • 본 논문에서는 다중모드 광섬유에서 발생하는 모드스페클 패턴을 이용한 M개의 입력단과 N개의 출력단 사이의 간단한 광연결 방법에 관하여 기술하였다. 적절히 여기된 모드스페클 패턴을 목적지 코드로 사용하고, M개의 홀로그램을 중첩기록한 Vander Lugt 정합필터를 사용하여 수신되는 모드스페클 패턴을 분리 검출함으로써 nonblocking 완전광연결이 가능함을 설명하였다. 광섬유에 입사되는 빔입사각을 바꾸어주거나, 입력광의 편광방향을 바꾸어주면서 출력단에 발생되는 모드 스페클 패턴들의 직교특성을 조사하였다. 임의의 M * N 광연결이 가능함을 보이기 위한 기초 실험으로 코어직경이 50.mu.m인 경사형 굴절율 분포의 4 * 4 다중모드 광섬유 결합기를 사용하여 1 * 2 광연결과 2 * 1 광연결 실험을 수행하였다.

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