• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.3
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• pp.83-98
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• 2000

유연한 액체 저장탱크 내 유체의 부가질량 및 슬러싱 강성행렬을 도출하는 새로운 방법을 제시하였다. 비점성, 비압축성 이상유체를 표면 출렁임을 고려하여 경계요소법에 의하여 모델링하였다. 유체의 표면과 저장탱크 벽체의 접촉면과 같은 불연속 경계를 다루기 위해 특별한 과정을 도입하였다. 원통형 액체저장탱크의 지진응답해석에 적용하여 우수한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.20-27
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• 1991

본 논문에서는 유체-구조 상호작용해석의 일종의 3차원 접수구조물의 진동해석을 효과적으로 수행하기 위한 해석방법을 제시하기 위하여 동적재해석기법을 검토하였다. 접수구조물의 유한구조 상호작용해석 결과는 구조진동의 관심 주파수역에서는 3차원 연성 부가수질량으로 표현되는 관성력으로 나타난다. 따라서 구조질량행렬에 부가수질량 행렬이 더해져서 전체 관성력으로 표현된다. 이 부가수질량을 추가질량으로 보고 재해석기법을 응용하는 방법을 수치실험을 통해 검증하였다. 이 때 재해석기법이 갖추어야 할 조건은 원구조의 질량과 거의 같은 정도의 질량이 추가되고 또한 완전 연성질량이 추가된 경우에도 정확한 해를 주어야 한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 직접재해석기법과 섭동법을 이용한 재해석기법으로 4질량 스프링지지구조에 대한 해석을 수행한 결과 직접재해석기법의 응용이 적합함을 쉽게 입증할 수 있었다. 접수구조물의 예로는 3차원 잠수주상체에 대해 접수진동해석을 수행하였으며 그 결과 선체진동해석에 전통적으로 이용되고 있는 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 사용한 기준차수법에서는 수지모드와 수평-비틔 연성모드와 같이 서로 독립적인 모드에 대해서는 따로 진동해석을 수행해 주어야 하는 단점이 발견되었다. 이 단점을 보완한 각 모드의 3차원 수정계수행렬을 이용한 재해석기법을 도입하여 모드에 상관없이 동시에 해를 구할 수 있었다. 그러나, 이 방법은 3차원 수정계수가 구해져 있는 경우에 한해서만 적용가능하며 실제 선체진동의 경우에는 10Hz 미만의 저차 주선체 진동에 한해서만 적용가능한 방법이다. 고차의 진도옴드에는 3차원 수정계수를 구할 수 없기 때문에 유체-구조 상호작용 해석결과로부터 얻은 3차원 연성 부가수질량을 이용하게 되며 이 때 이 행렬이 접수구조 표면의 전 자유도와 연성되어 있기 때문에 방대한 방정식을 푸어야 하지만 직접재해석기법을 적용함으로써 정확한 해를 구할 수 있었다. 또한 3차원 부가수질량을 이용한 직접재해석기법은 종래의 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 이용한 방법에 비해 해석시간 면에서도 전혀 불리한 점이 없는 경제적 방법임이 밝혀졌다. 앞으로 Slamming 혹은 수중폭파 등의 충격하중에 의한 천이 구조응답 해석을 위한 효과적인 방법에 대해서도 연구결과를 발표할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.476.1-476.1
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• 2003

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.11 no.4
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• pp.231-237
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• 1999

A geometric non-linear finite element formulation of spatial ocean cable under currents is presented using multiple noded curved cable elements. Tangent stiffness and mass matrices for the isoparametric cable ele¬ment are derived and the initial equilibrium state of ocean cable subjected to self-weights, buoyancy, and current as well as support motions is determined using the load incremental method. Free vibration analysis of ocean cables is performed based on the initial equilibrium configuration. Numerical examples are presented and discussed in order to demonstrate the feasibility of the present finite element method and investigate dynamic characteristics of ocean cables.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.7 no.2
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• pp.21-27
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• 2003

In general, simple fluid added mass method is used for the seismic and vibration analysis of the immersed structure to consider the fluid-structure interaction effect. Actually, the structural response of the immersed structure can be affected by both the fluid added mass and damping caused by the fluid viscosity. These variables appeared as a consistent matrix form with the coupling terms. In this paper, finite element formula for the inviscid fluid case and viscous fluid case are derived from the linearized Navier Stoke's equations. Using the finite element program developed in this paper, the analyses of fluid added mass and damping for the hexagon core structure of the liquid metal reactor are carried out to investigate the effect of fluid viscosity with variation of the fluid gap and Reynolds number. From the analysis results, it is verified that the viscosity significantly affects the fluid added mass and damping as the fluid gap size decrease. From the analysis results of eccentricity effect on the fluid added mass and damping of the concentric cylinders, the fluid added mass increase as the eccentricity increases, however the fluid damping increases only when the eccentricity is very severe.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.11a
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• pp.8-9
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• 2011

본 논문에서는 수상 및 수중운동체의 안정성 및 안정화기법에 관해 고찰한다. 선박이 운동을 하게 되면 부가질량이 변하게 되고 대칭인 시스템행렬이 비대칭이 된다. 비대칭성에 따라 시스템의 안정성해석방법도 달라지는데 예를 들어 가속도 피드백을 통해 비대칭요소를 제거하여 대칭으로 변환시키는 것이 가장 대표적인 해석 및 안정화 기법이다. 시스템 모델자체는 어디까지나 모델이기 때문에 대상시스템을 명확하게 수식으로 표현할 수 없으므로 피드백에 의한 비대칭요소를 소거시키는 방법은 타당하지 못하다. 따라서 본 논문에서는 대칭행렬이 비대칭행렬로 변하는 제약에 구애받지 않는, 보다 일반성을 갖는 안정성해석법을 제안한다.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.25 no.1
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• pp.40-47
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• 2015

Dynamic response of any small structure is always affected by the mass of the attached accelerometer. This paper predicts the natural frequencies and frequency response functions by removing the mass loading effect from the accelerometer. This mass loading is studied on a simple cantilever beams by varying the location of accelerometer. By using sensitivity analysis with iteration method, accelerometer mass and location are obtained. The predicted natural frequencies of the small cantilever beam without the accelerometer's mass show good agreement with the structural re-analysis.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.36 no.5
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• pp.379-385
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• 2012

In this paper, the stability and stabilization problems for marine vessels including surface and underwater vehicles are described. In the marine vessels, there are many and strong nonlinear parameters. These give hard design process and difficulties to us. In this article, at first we make a descriptor system representation as a controlled system to preserve the physical parameters of the system as it is. And we propose a new stability and stabilizability conditions based on the quadratic stabilization approach which gives a solution for the unreasonable problems produced by added mass. That is, the proposed conditions are not interfered with the nonsymmetric matrix constraint. And the stability condition is given by an matrix inequality such that it makes us to obtain a solution easily for something.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.2
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• pp.65-77
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• 1994

This paper presents a derailed application procedure of the linear quadratic(LQ) theory for a SWATH heave and pitch control. A time domain model of coupled, linear time-invariant second order differential equations is derived from the frequency response model with the frequency dependent added mass and damping approximated as constant values at the heave natural frequency. Wave exciting forces are modeled as a sum of sinusoids. A systematic selection procedure of state and control weighting matrices is presented to obtain good transient behavior and acceptable fin movement. The validity of this controller design process is throughly investigated by simulations both in time domain and frequency domain and singular value plots of transfer function matrices. The finally designed control system shows good overall performances revealing that the applicability of the present study is proved successful.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.3
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• pp.463-472
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• 1994

A method of stochastic response analysis of base-isolated fluid-filled pool structures subject to random ground excitations is studied. Fluid-structure interaction effects between the flexible walls and contained fluid are taken into account in the form of added mass matrix derived by FEM modeling of the contained fluid motion. The stationary ground excitation is represented by Modified Clough-Penzien spectral model and the nonstationary one is obtained by imposing an envelope function on the stationary one. The stationary and nonstationary response statistics of the two different isolation systems are obtained by solving the governing Lyapunov covariance matrix differential equations.