• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.34 no.1
• /
• pp.17-27
• /
• 2014

Numerical model became one of most important tools for identifying the state of an existing structure in accordance with development of numerical analysis techniques. A numerical model should be updated based on the measured responses from the existing structure to accurately use the model for identifying the state of the bridge and executing numerical experiments. In this study, a new model updating method based on repetition method without a differential function is introduced and applicability for high speed railway bridge is verified with dynamic stability analysis. A fine measurement based on measurement points roaming method was executed with an wireless measurement system for precise dynamic characteristic analysis. The natural frequencies and mode shapes were estimated by correlation analysis and a mode decomposition technique. An initial numerical model was constructed based on design drawings and the model have been updated in accordance with the introduced model updating method. The results from numerical experiment and field test have been compared for verifying the applicability of the model updating method. And the dynamic stability analysis has been executed to verify the usability of the updated numerical model and the model updating method. It seems that the model updating method can be used for various bridges after evaluation of applicability for other type bridges in further studies.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.12 no.6
• /
• pp.13-23
• /
• 2008

In this study, a finite element (FE) model updating method based on the hybrid genetic algorithm (HGA) is proposed to improve the grillage FE model for plate girder bridges. HGA consists of a genetic algorithm (GA) and direct search method (DS) based on a modification of Nelder & Mead's simplex optimization method (NMS). Fitness functions based on natural frequencies, mode shapes, and static deflections making use of the measurements and analytical results are also presented to apply in the proposed method. In addition, a multi-objective function has been formulated as a linear combination of fitness functions in order to simultaneously improve both stiffness and mass. The applicability of the proposed method to girder bridge structures has been verified through a numerical example on a two-span continuous grillage FE model, as well as through an experimental test on a simply supported plate girder skew bridge. In addition, the effect of measuring error is considered as random noise, and its effect is investigated by numerical simulation. Through numerical and experimental verification, it has been proven that the proposed method is feasible and effective for FE model updating on plate girder bridges.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.10 no.6 s.52
• /
• pp.19-28
• /
• 2006

Most conventional model updating methods must use mathematical objective function with experimental modal matrices and analytical system matrices or must use information about the gradient or higher derivatives of modal properties with respect to each updating parameter. Therefore, most conventional methods are not appropriate for complex structural system such as bridge structures due to stability problem in inverse analysis with ill-conditions. Sometimes, moreover, the updated model may have no physical meaning. In this paper, a new FE model updating method based on a hybrid optimization technique using genetic algorithm (GA) and Holder-Mead simplex method (NMS) is proposed. The performance of hybrid optimization technique on the nonlinear problem is demonstrated by the Goldstein-Price function with three local minima and one global minimum. The influence of the objective function is evaluated by the case study of a simulated 10-dof spring-mass model. Through simulated case studies, finally, the objective function is proposed to update mass as well as stiffness at the same time. And so, the proposed hybrid optimization technique is proved to be an efficient method for FE model updating.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2010.05b
• /
• pp.1133-1136
• /
• 2010

2600cc급 디젤엔진의 냉각수 유동특성 개선을 위한 수치해석적 방법을 제시하기 위하여 본 연구가 수행되었다. 실린더 블록 및 헤드의 유동특성 분석을 위하여 개스킷 냉각수 통로의 면적과 갯수가 중점적으로 고려되었다. 베이스 모델의 수치해석적 분석에서 입구측에 치우친 냉각수 홀의 배치에 의하여 1, 2번 실린더 헤드로만 주 유동이 발생되었다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 개스킷 냉각수 통로를 재설계하였다. 수정모델은 주 유동이 4번 실린더 측으로 유도되었으며, 배기밸브 사이의 유동도 개선되었다. 재설계과정에서 개스킷 냉각수통로의 전체면적을 고려치 않게 되면 유량이 줄어들게 되는 문제점이 발견되었다. 본 연구를 통하여 실린더 헤드와 블록사이의 냉각수 유동을 제어하는 개스킷의 중요성을 확인하였으며, 냉각수 유동특성 최적화는 개스킷 홀의 총 면적을 고려하여 냉각수의 총질량유량을 설계하여야 한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.117-125
• /
• 2001

본 논문에서는 케이블 지지구조물의 비선형 정적해석과 동적해석에 사용할 수 있는 개선된 유한요소가 제시되었다. 케이블의 모델화를 위해 등가탄성계수를 사용하고 처짐곡선을 현수선함수로 가정한 케이블요소가 제안되었다. 프레임 부재에 사용되는 안정함수는 수치적으로 안정한 해를 얻기 위하여 수정되었다. 본 논문에서 제안한 요소의 유용성과 효율성을 검토하기 위하여 다양한 검증문제에 대한 수치해석이 수행되었다. 해석결과 본 논문에서 제시한 유한요소는 케이블 지지구조물의 모델화에 매우 유용하고 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.17 no.1
• /
• pp.131-139
• /
• 2001

화강토와 관련된 지반문제의 거동예측을 위한 수치해석의 적용이 양적인 면에서는 많이 확대되어왔지만 해석결과에 지대한 영향을 미치는 구성방정식 등 수치해석 모델링을 개선하고자 하는 노력은 부족하였다. 화강토 거동의 특징은 내재적 결합력으로 인한 구조화의 거동을 나타내는 것이며, 항복면이 평균유효응력 축에 대칭이고 Non-associated 소성거동을 보인다는 점이다. 본 연구에서는 이러한 화강토 거동을 표현하기 위하여 일반화된 한계상태모델을 도입하고, 이를 화강토의 경화거동 모델링이 가능하도록 확장하였다. 제안된 모델을 이용한 삼축시험의 유한요소 시뮬레이션 결과는 측정결과와 좋은 일치를 보였다. 화강토 지반내 터널에 대한 유한요소해석을 수행한 결과, 비선형 탄성모델과 조합된 확장된 한계상태모델이 현장계측결과와 잘 일치하는 결과를 주었다.

• Journal of the KSME
• /
• v.29 no.4
• /
• pp.360-375
• /
• 1989

이 논평에서는 수치해석에 관련된 국내의 난류모델의 연구현황을 살펴보았다. 국내에서 연구가 많이 되었던 혼합거리모델, R, .epsilon. 2차방정식모델, 대수응력모델의 연구현황을 주로 살펴 보았다. 국내에서는 아직 연구인력이 적기 때문에 꼭 필요한 부분이지만 연구가 되지 않은 부 분이 많았으며 현재 연구가 되고 있는 부분도 그 연구량이 적은 형편이다. 앞으로 전산유체역 학에 의해 열유체기계내의 복잡한 난류유동을 해석하여 기계설계와 운전을 개선하는데 활용하기 위해서는 더욱 많은 연구가 요구된다. 그 중에서 특히 더 관심을 갖고 연구될 분야를 열거 해 보면 (1) 벽면부근의 저 레이놀즈 R, .epsilon. 방정식모델과 대수응력모델에 관한 연구 (2) 복잡한 3차원유동을 정확히 해석할 난류모델 개발에 관한 연구 (3) 복잡한 난류유동에서 열전 달모델에 관한 연구 (4) 레이놀즈응력모델에 관한 연구 (5) Large Eddy Simulation에 관한 연구를 들 수 있다. 이들 연구에서는 난류모델의 물리적 의미에 관한 이론적 연구와 이 모델들 을 여러 경우의 실제유동에 적용하여 검증하는 연구가 병행되어야 할 것이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.07a
• /
• pp.802-803
• /
• 2008

본 연구에서는 변압기의 권선간 전계 및 절연안전율 예측알고리즘을 개발하였으며, 이를 활용하여 극초고압 변압기의 절연구조개선 연구를 수행하였다. 개발된 알고리즘을 사용하면 한 번의 기본모델의 수치해석 결과만을 이용하여 다양한 권선간 거리 및 고체절연물의 개수 변화에 따른 전계 및 절연안전율의 예측이 가능하다. 본 알고리즘을 극초고압 변압기 주권선부 개선에 적용시킨 결과, 권선간 고체 절연물 개수를 조절하면 절연신뢰성 저하없이 주권선부 거리를 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 본 예측 알고리즘의 활용가능성을 검증하고자 개선 모델의 절연안전율을 수치해석적 방법으로 계산하여 이를 예측 결과와 비교하였다. 그 결과, 본 예측 알고리즘으로 계산된 결과는 수치해석적 방법에 의한 결과에 비해 약 $1{\sim}2%$ 정도의 작은 차이가 발생하는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구를 통하여 개발된 전계분포 및 절연안전율 예측기법을 실제 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.17 no.4
• /
• pp.389-403
• /
• 2004

This study presents the structural model modification based on the modal data such as natural frequencies and mode shapes. Preliminary structural model can be obtained using design drawings and field measurement, and therefore the deteriorated stiffness of a structure and the effect of the boundary conditions are difficult to be evaluated in preliminary analysis model, and the preliminary model can be modified using structural response data including static and/or dynamic characteristics. In this study, the structural model is modified based on the structural modal data using genetic algorithm. Modal testing were carried out for Imjin River Bridge and Hangjoo Bridge, the modal properties were estimated using modal identification techniques, and finally the structural models were updated using genetic algorithm. The modified structural model could give us more reliable structural analysis results and therefore those can be used for structural performance evaluation such as load carrying capacity and seismic capacity.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.225-235
• /
• 2001

본 연구는 물리·역학적 특성을 고려한 점탄성 감쇠기의 수치모델에 의한 강뼈대구조물의 지진응답개선에 관해서 조사하고자 한다. 온도변화에 의한 감쇠기 이력거동에 미치는 영향을 고려하기 위하여, 점탄성 감쇠기의 모델은 온도-주기 등가원리와 더불어 개선된 분수도함수법에 기초하여 정식화하였다. 본 감쇠기 모델의 알고리즘을 일반화된 강뼈대구조물의 비선형 동적 해석 프로그램에 추가하였다. 강뼈대구조물에 대한 해석 예를 통하여, 제시된 모델에 의한 점탄성 감쇠기의 지진응답개선에 관한 효과를 확인할 수 있었다.