• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.797-803
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• 2010

경부 고속철의 PSC 박스거더 교량의 동적응답에 대하여 보다 우수한 평가를 얻기 위한 동적거동해석방법을 개발하였다. 특히, 고속철 차량, 교량 그리고 궤도구조물간의 구조적 상호작용을 고려한 3차원 수치해석모델을 개발하여 고속철 속도에 의하여 발생되는 PSC 교량의 동적응답을 정확하게 해석하고 심도깊은 영향평가를 수행하였다. PSC 박스거더 교량은 40 m 경간의 단순교를 뼈대요소를 사용하여 3차원 프레임 모형화 하였다. K-TGV 고속철 차량은 동력차를 포함하여 다련 38자유도 모형으로 개발하고 차체와 대차의 연직변위, 횡변위, 종변위 및 피칭, 롤링, 요잉을 모두 고려하였다. 동적충격계수는 정적해석결과와 Runge-Kutta 기법으로 산출된 동적해석 결과를 비교 산출하였으며, 고속철 차량 속도에 따른 그 차이를 회귀분석을 통하여 추정실험식으로 제안하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권1호
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• pp.17-38
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• 2014

As the desire for high performance buildings increases, it is increasingly evident that engineers require reliable methods for the estimation of seismic demands on both structural and non-structural components. To this extent, improved tools for the prediction of floor spectra would assist in the assessment of acceleration sensitive non-structural and secondary components. Recently, a new procedure was successfully developed and tested for the simplified construction of floor spectra, at various levels of elastic damping, atop single-degree-of-freedom structures. This paper extends the methodology to multi-degree-of-freedom (MDOF) supporting systems responding in the elastic range, proposing a simplified modal combination approach for floor spectra over upper storeys and accounting for the limited filtering of the ground motion input that occurs over lower storeys. The procedure is tested numerically by comparing predictions with floor spectra obtained from time-history analyses of RC wall structures of 2- to 20-storeys in height. Results demonstrate that the method performs well for MDOF systems responding in the elastic range. Future research should further develop the approach to permit the prediction of floor spectra in MDOF systems that respond in the inelastic range.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.204-211
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• 2011

고속철 교량의 동적응답을 보다 정밀하게 해석하기 위한 동적해석방법을 개발하였다. 차후 증가될 초고속(450km/h)을 포함하여 고속 주행하는 KTX 동력차에 의한 교량의 동적거동을 면밀한 속도변수분석과 정밀한 해석을 위한 고속철, 교량 그리고 궤도구조물의 상호작용을 포함한 수치모델을 구성하였다. 네 가지 40~25미터 단순지간의 PSC 박스교를 3차원 유한 프레임요소 모델로 개발하였다. 스펙트럼밀도함수로 산출된 궤도불규칙값과 궤도간 상이한 거리차이를 수치모델화 하였다. 고속철차량은 (KTX) 38자유도로 구성하였다. 38자유도 모델은 3방향 변위와 상응하는 회전각을 고려하였다. 동적증폭계수는 다양한 불규칙 궤도, 켐버, 주행속도, 자갈도상과 같은 주행조건에 의해 결정된다. 이와 같은 동적증폭계수를 해석하기위한 Newmark-${\beta}$ 기법과 Runge-Kutta기법을 적용하여 고속철 속도별과 경간별로 면밀하게 비교 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.793-799
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• 2011

A comprehensive analysis of wheel force spectrum is conducted to provide the KTX safety evaluation with structural behaviour of Pre-Stressed Concrete (PSC) box bridge due to various high speeds. The wheel spectrum for KTX locomotive running over road and PSC bridge tracks is compared using irregular track responses with numerical models of 170m approach road track and 40m span length of PSC box bridge The high-speed railway locomotive is used as 38-degree of freedom system. Three displacements (vertical, lateral, and longitudinal) and three rotational components (pitching, rolling, and yawing) for one car-body and two bogies are considered in the 38-degree of freedom model. Three dimensional frame element of finite element method (FEM) is used to model of the simply supported PSC box bridge. The irregulation of rail-way is derived using the experiential spectrum density function under assumption of twelve level tracks conditions based on the normal probability procedure. The dynamic analyses by Runge-Kutta method which are able to analyze the high frequency wheel force spectrum. A dynamic behaviour of KTX due to high speeds until 450km/h developing speed with relative time is analysed and compared the characteristics running over the road and PSC box bridge tracks. Finally, the KTX integrated evaluation method of safety between high speed train and bridge is presented.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권10호
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• pp.1310-1317
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• 2014

In our daily life, the need of energy increases day by day. However, the amount of natural resources on the earth is limited and thus gaining renewable energy as an energy resource is one of the important and urgent problems. Solar energy is one of the most popular available energy sources that can be converted into electricity by using solar panels. In order for solar panels to produce maximal output power, the incident angle of the sunlight needs to be persistently perpendicular to the solar panel. By the way, most of the solar panels are installed at fixed position and direction. Therefore, as the sun's position changes, it is impossible to produce maximal output power inevitably. To improve this problem, in this paper, a sun tracking system using two degree-of-freedom (DOF) active sensor array is proposed so that the solar panel may always direct sunlight perpendicularly. And also a series of software, such as a search mode and a holding mode, which can control the developed sun tracking system is developed. Several experiments using the implemented sun tracking system are executed and the effectiveness of the system is verified from the experimental results.

• 한국농공학회지
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• 제27권2호
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• pp.38-46
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• 1985

The reinforced concrete farm silos on the elastic foundatin are widely used in agricultural engineering because of their superior structural performance, economy and attractive appearance. Various methods for the analysis and design of farm silo, such as the analytical method, the finite difference method, and the finite element methods, can be used. But the analytical procedure can not be applied for the intricate conditions in practice. Therefore lately the finite element method has been become in the structural mechanics. In this paper, a method of finite element analysis for the cylindrical farm silo on ffness matrix for the elastic foundation governed by winkler's assumption. A complete computer programs have been developed in this paper can be applicable not only to the shell structures on elastic foundation but also to the arbitrary three dimensional structures. Assuming the small deflection theory, the membrane and plate bending behaviours of flat plate element can be assumed mutually uncoupled. In this case, the element has 5 degrees of freedom per node when defined in the local coordinate system. However, when the element properties are transformed to the global coordinates for assembly, the 6th degree of freedom should be considered. A problem arises in this procedure the resultant stiffness in the 6th degree of freedom at this node will be zero. But this singularity of the stiffness matrix can be eliminated easily by merely replacing the zero diagonal by dummy stiffness.

• 전자공학회논문지SC
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• 제38권1호
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• pp.14-26
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• 2001

본 논문에서는 다변수 시스템을 제어하는 경우 효율적인 제어를 어렵게 만드는 입력과 출력 사이의 결합 효과를 제거하는 비결합 제어기를 설계하였다. 설계된 제어기는 비결합 조건뿐만 아니라 제어계의 성능을 동시에 고려할 수 있는 2자유도 구조를 가지고 있다. 또한 제어기의 계산을 용이하게 하기 위하여 플랜트를 표준모델로 확장시킨 후 전달 행렬을 상태공간 계수로 표현하였다. 그리고 제어기의 계수값들은 선형 행렬 부등식을 이용하여 블록꼴 최적화 문제로 설정하여 구했기 때문에 비결합 및 성능 최적화에 초점을 둔 비결합 제어기의 $H_2$ 설계를 하는데 있어 효과적인 방법을 제시하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.680-689
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• 2011

A dynamic analysis procedure is developed to provide a comprehensive estimation of the dynamic response spectrum for locomotive's wheels running over a Pre-Stressed Concrete (PSC) box girder bridge on the Korea high speed railway. The wheel force spectrum with the bridge behavior are analyzed as the dynamic procedure for various running speeds (50~450km/h). The high-speed railway locomotive (KTX) is used as 38-degree of freedom system. Three displacements(vertical, lateral, and longitudinal) and three rotational components (pitching, rolling, and yawing). For one car-body and two bogies as well as five movements except pitching rotation components for four wheel axes forces are considered in the 38-degree of freedom model. Three dimensional frame element is used to model of the PSC box girder bridges, simply supported span length of 40m. The irregulation of rail-way is derived using the exponential spectrum density function under assumption of twelve level tracks conditions based on the normal probability procedure. The dynamic responses of bridge passing through the railway locomotive with high-speed analyzed by Newmark-${\beta}$ method and Runge-Kutta method are compared and contrasted considering the developed models of bridge, track and locomotive comprehensively. The dynamic analyses of wheel forces by Runge-Kutta method which are able to analyze the forces with high frequency running on the bridge and ground rail-way are conducted. Additionally, wheel forces spectrum and three rotational components of vehicle body for three typical running speeds is also presented.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.17-28
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• 2022

동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 진동대 실험이 많이 시행됐으나, 대부분 단자유도 상부 구조물과 단말뚝을 적용한 진동대 실험이 주를 이루고 있다. 이에 본 연구에서는 다자유도 구조물과 군말뚝을 적용한 대형진동대 실험을 통해, 상부 구조물의 관성 상호작용 영향을 분석하였다. 실험 결과, 단일 진동수에서의 증폭 경향을 나타내는 단자유도 구조물과는 다르게 다자유도 구조물에서는 다수의 진동수 구간에서 시간-가속도 발생 경향 및 응답 주파수의 유사성과 증폭 경향이 나타났다. 또한, 벽체 구조물에 비하여 기둥 구조물에서의 기초판과 상부 구조물과의 증폭현상이 더 크게 발생하여 기둥 구조물에 의한 관성 상호작용 효과가 더 큰 것으로 판단된다. 그리고 기초판에서의 전단력 및 관성력 관계, 상대 수직 변위 및 상대 수평 변위 관계와 심도별 동적 p-y 곡선에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과, 다자유도 구조물에서는 단자유도 구조물과는 상이한 거동을 나타내고 있으며, 벽체보다 기둥 구조물의 관성 상호작용의 효과가 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.9-17
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• 2022

차세대 고속철은 주행 속도가 점점 증가하므로 이를 반영한 고속철 차량 통과교량에 대한 새로운 주행 안정성의 평가가 요구된다. 이를 위하여 현재 공용 중인 경부 고속철 구간의 대표 교량형식인 PSC (Pre-stressed Concrete) 박스거더 교량을 대상으로 관성질량을 고려한 38-자유도 차량과 궤도 불규칙성과 상호 작용력을 반영하여 모형화하였으며, 고속철 차량 주행속도 별로 동적 수치해석을 수행하여 주행 안정성을 평가하였다. 수치해석을 통해 단순교와 2 경간 연속교의 최대 수직 변위와 DAF (Dynamic Amplification Factor; 동적확대계수)를 산출하여 동적 안정성 여부를 판단하였으며, 또한 주행 속도 별 최대 수직 변위를 추정하기 위한 3차 다항 회귀 분석식을 제안하였다. 대표적인 주행 속도와 횡 단면 위치 별 수직 변위 차이를 비교하고, 종 방향 최대 면틀림을 분석하였다. 또한, 고속철 차량의 교량통과 중 교량의 수직변위에 대한 가속도 영향선과 각 항목 간의 연관성을 분석하여 주행 안정성을 평가하였다.