• Wind and Structures
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• 제23권6호
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• pp.615-639
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• 2016

Although the underlying mechanism of rain-wind induced vibrations (RWIVs) of stay cables has not been fully understood, some countermeasures have been successfully applied to mitigating this kind of vibration. Among these, installing dampers near the bridge deck was widely adopted, and several field observations have shown its effectiveness. In this study, the effectiveness of dampers to RWIVs of stay cables is numerically investigated comprehensively by means of finite difference method (FDM). Based on the free vibration analysis of a taut string, it is found that the 3-points triangle scheme, which can be easily implemented in FDM, can offer an excellent approximation of the concentrated damping coefficient (expressed as a Dirac delta function) at the location where the damper is installed. Then, free vibration analysis of a 3-D continuous stay cable attached with two dampers is carried out to study the relationship of modal damping ratio and damping coefficient of the dampers. The effects of orientation of the dampers and cable sag on the modal damping ratio are investigated in detail. Finally, the RWIV response of a 3-D continuous stay cable attached with two dampers is examined. The results indicate that 0.5% of damping ratio is sufficient to reduce the RWIV vibration of the Cable A20 on the No.2 Nanjing Bridge over Yangtze River.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.21-30
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• 2005

본 연구에서는 지진하중을 받는 탄성구조물을 대상으로 층전단력 분포에 기초한 마찰감쇠기의 설계방법을 제시하였다. 먼저 마찰감쇠기의 슬립하중(slip-load)을 정규화하는 방법 별로 단자유도 시스템의 수치해석을 수행하고 비교하였다. 이를 통해 슬립하중과 가새 강성의 영향을 파악하였으며, 설치용 가새와 원구조물의 최적강성비를 찾았다. 다음으로는 다양한 고유주기와 층수를 갖는 구조물을 대상으로 수치해석을 통해 마찰감쇠기의 설치 층수와 위치의 결정방법 및 슬립하중의 분배 방법을 도출하였다. 이 과정에서 설치 층수가 포함된 성능지수를 사용하여 슬립하중의 총합으로부터 최적의 설치 층수를 도출하는 경험식을 제시하였다. 마지막으로 실제 지진하중을 사용한 수치해석을 통해 기존의 최적설계 방법과 비교하여 제안된 방법의 우수성을 입증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.325-331
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• 2007

본 논문에서는 능동 현가장치의 해석 및 설계에 강인제어 이론을 적용하여 현가장치설계에 응용 할 수 있는 이론 및 실험적 제어장치 적용에 관한 연구를 수행하였다. 최근의 현가장치설계에서는 강성과 감쇠를 능동적으로 제어하는 기술의 적용이 일반화 되고 있으며, 다른 여러 종류의 차량 안정성제어 장치와의 연계성이 높아짐에 따라, 제어 시스템설계에서 보다 내구성이 강하고 제어효과의 응답성이 빠르며 정도 또한 높은 제어장치의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구는 전륜 및 후륜의 위치와 주행속도관계에 따른 능동현가시스템을 해석하여 위와 같은 빠른 응답성과 높은 정도의 제어가 가능한 제어시스템을 해석, 설계하기 위하여 능동 현가 제어시스템의 적용에 관한 고찰을 하였다. 그리고 제어대상시스템에 대한 능동 제어시스템을 설계하기위한 모델링 및 적용방법을 수식적으로 해석하였으며, 능동 현가장치의 제어시스템설계에 중요한 내외란성 향상을 위한 강인제어시스템설계에 적용하는 방법에 관해 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.48-54
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• 2015

본 연구에서는 수평변위와 횡력의 저감을 위해서 빌딩외부의 빌딩간 변형차이와 단면2차 모멘트의 최대화를 이용하여 다수의 빌딩으로 구성된 빌딩시스템의 빌딩간 협업제어 방식의 횡력분배 및 변위감소를 제안하였다. 제안된 복합빌딩 시스템의 안전설계를 위한 방안으로 케이블 파단시의 연속붕괴방지를 위한 연결부 정착판의 추가배치와 대공간구조 자체의 질량과 강성 및 공간을 활용한 동조질량감쇠장치의 설계에 대하여 제안하였다. 도심지 인구집중과 지가상승의 필연적 결과에 대한 해결방안으로 제안된 초고밀도 복합빌딩 시스템의 설계 최적화를 위하여, 3차원 빌딩구조시스템의 2축 대칭조건과 경계조건을 이용하여 2차원 모델을 구성하고 1차부정정구조를 이루는 2차원 모델의 중요설계변수를 검토하였다. 제안된 복합빌딩구조 시스템은 인구밀도와 지가가 상승하는 도심내 최대밀도구역에서 토지이용의 효율성을 극대화시키고, 새로운 빌딩 또는 기존빌딩구조의 안전성을 증대할 것으로 기대한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.97-105
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• 2010

압력차를 이용한 연기제어기법은 피난계단 또는 대피공간으로 연기의 유입을 방지하기 위한 방법 중 가장 많이 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 국내에서는 기술에 대한 이해부족에 기인한 많은 문제점이 발생하고 있다. 그러한 관점에서 차압제연설비의 성능에 영향을 미치는 주요인자인 풍도면적, 급기댐퍼의 개구면적, 부속실 개방에 따른 영향, 연돌효과 그리고 급기주입구의 위치가 시스템의 성능에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 중요한 결론으로는 풍도의 단면적이 작을수록 마찰손실이 증가하여 적절한 차압을 유지할 수 없었으며, 특히 연돌효과는 저층부의 압력차를 작게 만들어 차압제연시스템의 성능을 약화시키는 가장 큰 요인으로 확인되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.287-293
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• 2007

본 논문에서는 능동 현가장치의 해석 및 설계에 지능형 강인제어 이론을 적용하여 현가장치설계에 응용 할 수 있는 이론 및 실험적 제어장치 적용에 관한 연구를 수행하였다. 최근의 현가장치설계에서는 강성과 감쇠를 능동적으로 제어하는 기술의 적용이 일반화되고 있으며, 다른 차량안정성제어장치와의 연계성이 높아짐에 따라, 제어시스템설계에서 보다 내구성이 강하고 제어효과의 응답성이 빠르며 정도 또한 높은 제어장치의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구는 전륜 및 후륜의 위치와 주행속도관계에 따른 능동현가시스템을 해석하여 위와 같은 빠른 응답성과 높은 정도의 제어가 가능한 제어시스템을 해석, 설계하기 위하여 지능형 제어시스템의 적용에 관한 고찰을 하였다. 그리고 제어대상시스템에 대한 지능형 제어시스템을 설계하기 위한 모델링 및 적용방법을 수식적으로 해석하였으며, 능동 현가장치의 제어시스템설계에 중요한 내외란성 향상을 위한 지능형 강인제어시스템설계에 적용하는 방법에 관해 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.7-12
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• 2007

액체로켓엔진에서 고주파 연소불안정을 제어하기 위하여 다단 접선 유입구를 갖는 스월 인젝터를 분석하였다. 음향흡수자로서 인젝터의 효과를 분석하기 위하여 인젝터는 1/4 파장 공명기로 해석하였고, 상온에서 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 이러한 인젝터는 모델 챔버의 고유주파수에 동조 시킬 수 있는 고유주파수를 갖게 된다. 각각의 모드에 동조된 인젝터를 배(anti-node point)에 장착하여야만, 타겟모드의 진폭을 감소시킬 수 있었고, 큰 지름의 인젝터를 사용하였을 때 보다 큰 진폭의 감쇠를 동반하면서 모드 분리 현상이 나타났다. 이러한 실험 결과로부터 타겟모드에 동조된 인젝터를 적당한 볼륨으로 배(anti-node point)에 장착한다면, 모드 진폭이 감쇠하게 되고, 완전한 배(anti-node point)에서는 모드분리현상이 발생됨을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.30-36
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• 2014

건축물 내부에 화재가 발생 시 재실자 피난 및 소방관의 소화활동에 직접적인 영향을 미치는 급기가압 제연설비는 방화문 비개방 시에는 차압에 의하여, 방화문 개방 시에는 방연풍속에 의하여 연기의 침입을 방지하는 것을 핵심 개념으로하고 있다. 이를 위해서는 특히 재실자 피난 시 방화문이 개방되는 경우 균일한 방연풍속이 형성될 수 있도록 공기 공급 유니트를 배치할 필요가 있다. 본 연구에서는 대형건물에 설치되는 다수의 출입문을 갖는 부속실의 경우, 방연풍속이 균일하게 형성될 수 있는지에 대하여 수치해석을 수행하였다. 부속실의 댐퍼위치가 한쪽으로 치우친 경우 방연풍속으로 연기의 침입을 막는 것이 아니라, 역류현상이 발생하여 방연성능에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제21권3호
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• pp.287-303
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• 2018

Applications of energy harvesting from mechanical vibrations is becoming popular but the full potential of such applications is yet to be explored. This paper addresses this issue by considering an application of energy harvesting for the dual objective of serving as an indicator of structural health monitoring (SHM) and extent of control. Variation of harvested energy from an undamaged baseline is employed for this purpose and the concept is illustrated by implementing it for active vibrations of a pipe structure. Theoretical and experimental analyses are carried out to determine the energy harvesting potential from undamaged and damaged conditions. The use of energy harvesting as indicator for control is subsequently investigated, considering the effect of the introduction of a tuned mass damper (TMD). It is found that energy harvesting can be used for the detection and monitoring of the location and magnitude of damage occurring within a pipe structure. Additionally, the harvested energy acts as an indicator of the extent of reduction of vibration of pipes when a TMD is attached. This paper extends the range of applications of energy harvesting devices for the monitoring of built infrastructure and illustrates the vast potential of energy harvesters as smart sensors.