• 제목/요약/키워드: Displacement of Center of Gravity

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Proposing optimum parameters of TMDs using GSA and PSO algorithms for drift reduction and uniformity

  • Mirzai, Nadia M.;Zahrai, Seyed Mehdi;Bozorgi, Fatemeh
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제63권2호
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    • pp.147-160
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    • 2017
  • In this study, the optimum parameters of Tuned Mass Dampers (TMDs) are proposed using Gravity Search Algorithm (GSA) and Particle Swarm Optimization (PSO) to reduce the responses of the structures. A MATLAB program is developed to apply the new approach to the benchmark 10 and 40-story structures. The obtained results are compared to those of other optimization methods used in the literature to verify the developed code. To show the efficiency and accuracy of the proposed methods, nine far-field and near-field worldwide earthquakes are applied to the structures. The results reveal that in the 40-story structure, GSA algorithm can reduce the Relative Displacement (RD) and Absolute Acceleration (AA) up to 43% and 21%, respectively while the PSO decreases them by 50% and 25%, respectively. In contrast, both GSA and PSO algorithms reduce the RD and AA about 29% and 21% for the 10-story structure. Furthermore, using the proposed approach the required TMD parameters reduce by 47% and 63% in the 40 and 10-story buildings in comparison with the referenced ones. Result evaluation and related comparison indicate that these methods are more effective even by using smaller TMD parameters resulting in the reduction of acting force from TMD, having smaller stiffness and damping factors while being more cost effective due to its decreased parameters. In other words, the TMD with optimum parameters can play a positive role in both tall and typical structures.

남자 국가대표 정구선수 포핸드 미들 발리 동작의 운동역학적 분석 (Kinetic Analysis of the Movement of Soft Tennis Forehand Middle Volley)

  • 이성희;허정;김헌수
    • 한국운동역학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.749-759
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    • 2009
  • 본 연구는 정구 남자 국가대표 전위선수 4명($33.3{\pm}2.16$세)을 대상으로 포핸드 미들발리에 대한 운동학적, 운동역학적 분석을 통하여 기초 자료를 제공하는데 있다. 분석결과, 스윙시간은 1구간이 64.7%로 가장 길게 나타났고, 인체중심의 이동변위는 1구간에서 오른쪽으로 48.1%, 전방으로 54.4%를 차지하였다. 임팩트 시 팔꿈치 관절의 속도와 상완분절의 각속도에서 각각 평균 3.67m/s와 201deg/s로 가장 빠르게 나타났으며, 이는 네트 위에서 임팩트 되도록 하기 위해 팔을 빠르게 신전시켰기 때문이라 사료된다. 이때의 팔꿈치 각도와 볼 속도는 각각 평균 $149^{\circ}$와 18.9m/s이였다. 지면반력에 있어서 왼발과 오른발의 X와 Y방향의 분력에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났으며, 이는 왼발이 오른쪽으로 밀 때 오른발은 그 힘에 대칭적으로 비례하여 왼쪽 방향으로 지지대 역할을 한 것으로 사료된다.

강판벽이 설치된 건물의 연쇄붕괴 저항성능 (Progressive Collapse Resisting Capacity of Building Structures with Infill Steel Panels)

  • 이하나;권광호;김진구
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.19-26
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    • 2012
  • 본 논문에서는 강판벽이 설치된 골조 구조물의 연쇄붕괴 거동을 비선형 정적 pushdown 해석을 이용하여 평가하였다. 해석모델은 중력하중에 대해서 설계된 2층 2경간 철골구조물이며, 중앙 기둥을 제거하고 하중을 서서히 증가시키며 하중-변위 관계를 구하였다. 구조물의 전체적인 거동뿐만 아니라 부분적인 응력과 변형을 파악하기 위하여 ABAQUS를 이용한 유한요소해석을 수행하였다. 해석을 통해서 구조물의 경간 길이 및 설치된 강판의 두께의 변화에 따른 연쇄붕괴 거동을 평가하였으며, 샛기둥을 이용하여 강판을 분할하고 분할된 강판의 위치에 따른 연쇄붕괴 성능의 변화를 관찰하였다. 해석결과에 따르면 경간의 길이가 증가할수록 연쇄붕괴를 방지하기 위하여 요구되는 강판의 두께 또한 증가하며, 분할된 강판의 수가 증가할수록 연쇄붕괴에 대한 저항성능이 약간 증가하지만 그 영향은 그리 크지 않은 것으로 나타났다. 또한 개구부로 인하여 일부 경간에만 강판이 설치된 경우에도 연쇄붕괴 저항성능이 어느 정도 증가하는 것으로 나타났다.

성토재로서 산업폐기물 제지회의 지지력 분석 (Analysis for Bearing Capacity of Paper Ash in Industrial Waste as Filling Material)

  • 이처근;안광국;허열
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.13-22
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    • 2001
  • 본 연구에서는 제지회를 성토재로 활용할 경우 제지회의 지지력 특성을 파악하기 위하여 원심모형실험을 실시하였다. 모형실험은 기초폭과 중력수준을 변화시켜 실시하였으며, 하중재하에 따른 침하와 수직토압을 측정하였다. 모형실험결과는 지지력 이론 및 유한차분 해석프로그램인 FLAC을 이용한 수치해석 결과와 비교 분석하였다. 실험결과, 하중-침하특성은 침하비 s/B가 약 25~30%에서 변곡점을 나타내는 국부전단파괴 양상을 보이며, g-level과 기초폭이 증가할수록 하중강도가 증가하고 있다. 실험에서 측정된 극한지지력은 Terzaghi 이론에 의한 결과와 유사한 것으로 나타났다. 기초 중심에서 이격거리가 증가할수록 수직토압이 크게 감소하였으며, E/B가 7이상에서는 하중재하에 따른 응력증가가 거의 발생하지 않았다. 하중재하에 의한 수직변위는 기초 직하부에서 가장 크며, 깊이 4cm 이상, 이격거리 E/B=5.0 이상에서는 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다.

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FPGA를 위한 분석적 배치에서 사전 패킹, 조기 배치 고정 및 밀도 분석 다층화 (Pre-Packing, Early Fixation, and Multi-Layer Density Analysis in Analytic Placement for FPGAs)

  • 김교선
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권10호
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    • pp.96-106
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    • 2014
  • 기존 학계의 FPGA 툴 연구는 단순한 가상 아키텍처 모델 가정에 의존해 왔다. 이러한 제약을 극복하기 위한 첫걸음으로 분석적 배치 및 배치 적법화의 기본 알고리즘들을 상용 FPGA의 아키텍처에 적용하는 실제 상황에서 발생되는 이슈들을 도출하여 대안을 제시한 후 그 효과를 평가하였다. 먼저, 코어 사용률이 낮은 FPGA에서 배치된 셀들의 무게 중심이 칩 중심에서 벗어나는 현상이 발생할 수 있는데 이 변위를 최소화하는 함수를 분석적 배치의 목적 함수에 추가하였다. 또한 배치 밀도 평가의 정확도를 높이기 위해 셀 종류별로 별도의 밀도 행렬을 사용하는 다층 분석, 그리고 자원이 매우 한정된 블록의 조기 고정 방안을 제안하였다. 그밖에, 슬라이스 내에서 두 개의 플립플롭이 제어 핀들을 공유하기 때문에 발생하는 호환성 문제를 개선하기 위한 플립플롭 사전 패킹도 제안하였다. 제안된 기법은 상용 FPGA 아키텍처를 정확하게 모델링하고 수정 개선할 수 있는 K-FPGA 패브릭 평가 툴킷을 근간으로 구현되었으며 12개의 실용 예제에 적용하여 기존 방식에 비해 평균적으로 배선길이 22%, 슬라이스 사용량 5%를 감축하는 효과를 확인하였다. 본 연구는 신규 FPGA 아키텍처 개발을 위한 최적화 CAD 툴 개발 연구의 기초가 될 것으로 기대한다.

유도 허벅다리걸기 기술발휘 시 받기의 자세와 저항수준에 따른 중심변인 분석 사례연구[II] (A Case Study on Center of Gravity Analysis when Performing Uchimata by Posture and Voluntary Resistance Levels of Uke in Judo[ll])

  • 김의환;김성섭;정재욱
    • 한국운동역학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.237-257
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    • 2005
  • It was to study as a following-research of "A Case Study on Center of Gravity(COG) Analysis when Performing Uchimata(inner thigh reaping throw) by Posture and Voluntary Resistance Levels(VRL) of Uke in Judo[I]". The purpose of this study was to analyze the COG variables when performing uchimata(inner thigh reaping throw) by two postures and voluntary resistance levels(VRL) of uke(reciver) in Judo. The subjects, who were one male judoka(YH) for 1992 Barcelona Olympic Games Olympian(silver medalist), and one male trainee; Y.I.University representative member (SDK), and were filmed on two S-VHS 16mm video cameras(60fields/sec.) through 3-dimensional motion analysis methods, that postures of uke were shizenhontai (straight natural posture) and jigohontai(straight defensive posture), VRL of uke were 0% and 100%, respectively. The kinematical variable was COG variable, distance of COG, and distance of resultant COG between uke and tori(the thrower), velocity and acceleration of COG. The data of this study collection were digitized by SIMI Motion Program computed the mean values and the standard deviation calculated for each variables. When performing uchinmata according to each posture and VRL of uke and classifying. From the data analysis and discussion, the conclusions were as follows : 1. Displacement of COG Subject YH, COG was the highest in kuzushi(balance -breaking), vertical COG was low when following in tsukuri(positioning; set-up), kake(application; execution), and COG was pattern of same character each postures and resistance, respectively. Subject SDK, COG was low from kumikata(engagement positioning) to kake, and COG was that each postures and resistance were same patterns, respectively. Subject YH, SDK, each individual, postures and resistance, vertical COG was the lowest in kake phase, when performing. 2. Distance of COG between uke and tori The distance of COG between uke and tori when performing, subject YH was $0.64{\sim}0.70cm$ in kumikata, $0.19{\sim}0.28cm$ in kake, and SDK was $0.68{\sim}0.72cm$ in kumikata, $0.30{\sim}0.42\;cm$ in kake. SDK was wider than YH. 3. Distance of resultant COG between uke and tori The distance of resultant COG between uke and tori when performing, subject YH was $0.27{\sim}0.73cm$ from kumikata to kake. and SDK was $0.14{\sim}0.34cm$ in kumikata, $0.28{\sim}0.65cm$ in kake. Jigohontai(YH:$0.43{\sim}0.73cm$,SDK:$0.59{\sim}0.65cm$) was more moved than shizenhontai(YH:$0.27{\sim}0.53cm$, SDK: $0.28{\sim}\;0.34cm$). 4. Velocity of COG The velocity of COG when performing uchimata, subject YH was fast anterior-posterior direction in kuzushi, ant.-post. and vertical direction fast in tsukuri and kake. SDK was lateral, ant.-post. and vertical direction in kuzushi, ant.-post. and vertical direction in tsukuri and ant.-post. direction in take, respectively. 5. Acceleration of COG The acceleration of COG when performing uchimata, The trend of subject YH was showed fast vertical direction in kuzushi and tsukuri, ant.-post. and vertical direction fast in kake. The trends of SDK showed lateral direction in kuzushi, lateral and ant.-post. direction in tsukuri and ant.-post. direction in kake, respectively.

스쿼트 동작 시 발뒤꿈치 보조물 경사각에 따른 하지근과 척추기립근의 근육활동 비교 (Effect of Different Heel Plates on Muscle Activities During the Squat)

  • 채원식;정현경;장재익
    • 한국운동역학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.113-121
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    • 2007
  • The purpose of this study was to determine the effect of three different plates($0^{\circ}$, $10^{\circ$}, $20^{\circ}$)under heels on the lower limb muscles and erector spinae during squat exercise. Ten high school korean traditional wrestling players(age: $18.5{\pm}0.7$, weight: $1972.2{\pm}128.5N$, height: $177.8{\pm}6.0cm$, weight of barbell: $1004.5{\pm}132.4N$) performed squat exercise using three different tilting plates under heels at a cadence of 40beats/sec with 80% one repetition maximum load. Surface electrodes were placed on the participants' left and right erector spinae, and rectus femoris, vastus medialis, vastus lateralis, tibialis anterior, biceps femoris, medial gastrocnemius, and lateral gastrocnemius in the right lower extremity. One S-VHS camcorder(Panasonic AG456, 60fields/s) was placed 10m to the side of the participant. To synchronize the video and EMG data, a synchronization unit was used for this study. Average and Peak IEMG values were determined for each participant. For each variable, a one-way analysis of variance was used to determine whether there were significant differences among three different tilting plates under heels. When a significant difference was found in plates type, post hoc analyses were performed using the Tukey procedure. A confidence level of p<.05 was used to determine statistical significance. As a result of this study, maximum nEMG values of the tibialis anterior in $0^{\circ}$ plates was significantly higher than the corresponding values for the other plates during the knee extension. This increased activation in the tibialis anterior muscle indicates an increase in displacement of center of gravity of body. It is very likely that additional muscle activation are needed to stop the forward and backward movement. The results also showed that muscular activities of quadriceps femoris and erector spinae were decreased with increasing angle of plates. This suggests that increasing angle of plate may help to sustain the balance and posture of squat exercise. It is considered that very few significant differences were found among three different plates($0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$) since elite players with much experience in squat exercise, were chosen as a participant of this study. In order to obtain meaningful results regarding the tilting angle of heel plates in squat exercise, kinetic and 3D kinematic analysis will be needed in the future study.

육상 200m 경기의 곡선주로에서 직선주로 진입 시 운동학적 특성분석 (Analysis of the Kinematic Characteristics at Entrance to the Straight Course from the Curvilinear Course in the 200m-Track Game)

  • 오세진
    • 한국운동역학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.51-63
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    • 2002
  • 본 연구는 200m 경기의 곡선주로에서 직선주로 진입 시 나타나는 운동학적 특성을 파악하기 위해 실시하였다. 이를 위해 단거리 육상선수 4명을 대상으로 실시하였으며 곡선주로에서 직선주로로 연결되는 구간 10m를 설정하여 비디오 카메라로 촬영하였다. 공간의 좌표를 이미알고 있는 통제점 틀을 사용하여 분석구간을 모두 포함할수있도록 설치하였으며 대상자 별로 5번씩 실시하여 이중 가장 좋은 기록을 보인 동작을 실제 분석하였다. 10m 구간에서 대상자들은 평균 4.5${\pm}$0.41번의 보폭을 보이는 것으로 나타났으며, 소요시간은 1.42${\pm}$0.04sec.를 보였다. 평균보폭의 신장비는 1.25${\pm}$0.20%를 보였으며, 평균속도는 7.06${\pm}$0.19m/s를 보였다. 곡선주로에서 직선주로로 연결되는 구간에서 인체중심변위는 곡선의 안쪽 코스를 따라 이동하고 있었으며 외측(오른쪽)에 위치하는 다리의 변위가 내측(왼쪽)에 위치하는 다리의 변위보다 크게 나타났다. 좌우측 손분절 속도에서 내측에 위치하는 왼손의 속도보다는 외측에 위치하는 오른손의 속도가 다소 빠르게 나타났는데, 곡선주로에서는 외측에 위치하는 팔의 속도를 크게하여 질주방향으로 나아가는 것으로 나타났다. 어깨관절각도는 상완이 전측에 위치할 때 보다는 후측에 위치할 때가 보다 큰 각도를 보이고 있었으며 몸통측면각도는 곡선주로의 외측에 위치하는 오른발이 이지할 때 보다는 내측에 위치하는 왼발이 이지할 때 더 작은 값을 보이고 있었으며 직선주로에 근접할수록 몸통 측면각도가 작아지는 것으로 나타났다. 몸통회전각은 외측에 위치하는 오른발이 지지할 때 몸통을 전방으로 회전시켜 나아가는 것으로 나타났다.