• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.59-66
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• 2017

유체 저장 구조물의 경우 지진 시 유체의 출렁임에 의하여 구조물에 동수압이 작용한다. 이 때, 유체의 동수압은 지진의 강도뿐만 아니라 유체 자유수면의 출렁임 높이(sloshing height)에 의해서도 변화한다. 이러한 하중의 변화에 영향을 미치는 인자로는 지진파의 형상, 최대지진강도, 유체 저장 구조물의 크기, 구조물의 폭, 유체의 높이 등이 있는데, 본 논문에서는 지진파의 형상과 유체 자유수면의 출렁임 형상의 상관관계를 규명하고자 하였다. 이를 위하여 구조물의 폭이 500 mm인 수조에 실지진파를 적용시켜 유체 자유수면의 출렁임 높이를 측정하고, 수치해석을 통하여 실험과 해석의 유사성을 검증하였다. 또한, 실험과 해석의 비교를 통하여 검증된 구조해석 기법을 적용하여 인공지진파의 형상을 다양하게 변화시키면서 유체 자유수면의 출렁임 형상의 변화를 측정하고, 인공지진파의 형상이 유체 자유수면의 출렁임 형상에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.619-628
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• 2002

본 논문은 배플을 설치한 수평으로 놓인 원통형 탱크내 슬로싱 고유진동에 대한 유한요소 해석을 다룬다. 지배방정식으로 포텐셜 이론을 기반으로 한 라플라스 방정식을 적용한다. 이 문제를 선형의 등매개 요소를 적용한 유한요소법을 이용해 해석한다. 탱크와 배플은 강체로 가정하였으며, 배플의 효과 구현은 배플의 설치 위치에 절점을 두 개로 분리함으로써 얻을 수 있다. 고유주파수와 고유모드의 추출을 위하여 Lanczos 변환법 및 Jacobi 반복법을 도입하였다. 종진동과 횡진동 모드에 대한 수치 해석결과가 참고 문헌과 비교해 볼 때 잘 일치함을 알 수 있었다. 또한 유체 높이, 배플 개수, 내공 크기, 배플 위치 등의 파라메트릭 해석을 통하여 슬로싱 특성 및 링형 배플의 영향을 고찰하였다.

• 한국안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.109-116
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• 2004

The dynamic behavior of the rectangular liquid storage structure is known to be greatly influenced by fluid-structure interaction. By mounting the liquid storage structure on the properly designed base isolators, dynamic response of the superstructure can be reduced. However, base isolators inevitably incur large displacement of the structure to the ground ·ind may give adverse effects on the sloshing height. This paper presents the analysis method for fluid-structure-isolator interaction in base-isolated rectangular liquid storage structures. In the method, the irrotational motion of invicid and incompressible ideal fluid is expressed by analytic solutions and the superstructure and isolators are properly modeled by finite element and bilinear model. Free surface sloshing motion, hydrodynamic pressure acting on the wall and structural response are obtained by the presented method.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제21권1호
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• pp.101-119
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• 2005

An efficient methodology is presented to evaluate the seismic behavior of a Fluid-Elevated Tank-Foundation/Soil system taking the embedment effects into accounts. The frequency-dependent cone model is used for considering the elevated tank-foundation/soil interaction and the equivalent spring-mass model given in the Eurocode-8 is used for fluid-elevated tank interaction. Both models are combined to obtain the seismic response of the systems considering the sloshing effects of the fluid and frequency-dependent properties of soil. The analysis is carried out in the frequency domain with a modal analysis procedure. The presented methodology with less computational efforts takes account of; the soil and fluid interactions, the material and radiation damping effects of the elastic half-space, and the embedment effects. Some conclusions may be summarized as follows; the sloshing response is not practically affected by the change of properties in stiff soil such as S1 and S2 and embedment but affected in soft soil. On the other hand, these responses are not affected by embedment in stiff soils but affected in soft soils.

• 한국안전학회지
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• 제15권3호
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• pp.96-101
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• 2000

The effects of internal fluid motion have to be considered in the analysis of liquid storage containers. Therefore this thesis developed a three-dimensional boundary element-finite element method for the analysis of rectangular liquid storage containers. The irrotational motion of inviscid and incompressible ideal fluid is modeled by using boundary elements and the motion of structure by finite elements. Coupling is performed by using compatibility and equilibrium conditions along the interface. Dynamic response characteristics of rectangular liquid storage containers such as sloshing motion, hydrodynamic pressure, displacement by fluid-structure interaction are investigated.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.628-635
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• 2001

Hydrodynamic behavior and response of vertical-cylindrical liquid-storage tank is considered. The equation of the liquid motion is shown by Laplace's differential equation with the fluid velocity potential. The solution of the Laplace's differential equation of the liquid motion is expressed with the modified Bessel functions. Only rigid tank is studied. The effective masses and heights for the tank contents are presented for engineering design model.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.122-129
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• 1995

The seismic behavior of a rectangular liquid container with high damping laminated rubber bearing is investigated through the scaled model tests. The results are compared with those for non-isolated model, and those by analytical methods. It is shown that the optimum dynamic properties of isolation system can reduce the acceleration response in the superstructure significantly and prevent the amplification of sloshing height.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권3호
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• pp.391-401
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• 2019

Control of vibrations against extraordinary excitations such as wind and earthquake is very important to the protection of life and financial concerns. One of the methods of structural control is to use Tuned Liquid Damper (TLD), however due to the nature of TLD only one sloshing frequency can be created when the water is sloshing. Among various ideas proposed to compensate this problem, by changing the angle of some rotatable baffles embedded inside a TLD, a frequency range is created such that these baffles are tuned manually at different frequencies. In this study, the effect of cross sectional shape of container with rotating baffles on seismic behavior of TLD is experimentally studied. For this purpose, rectangular and cylindrical containers are designed and used to suppress the vibrations of a Single Degree-Of-Freedom (SDOF) structure under harmonic and earthquake excitations considering three baffle angles. The results show that the rectangular-shaped damper reduces the structural response in all load cases more than the damper with a cylindrical shape, such that maximum differences of two dampers to reduce the structural displacement and structural acceleration are 5.5% and 3% respectively, when compared to the cases where no baffles are employed.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1033-1042
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• 1994

2차원 경계요소-유한요소 연계법을 사용하여 구형 수조구조물의 동적거동 특성을 파악하였다. 비점성, 비압축성 이상유체의 운동은 경계요소법으로 모델링하였으며 구조물의 운동은 유한요소법으로 모델링하였다. 경계요소법의 적용시 Singularity를 소거한 경계적분식을 사용하였다. 유체와 구조물의 경계면에서 적합조건과 평형조건을 만족시킴으로써 경계요소와 유한요소를 연계하였다. 유체-구조물 상호작용의 영향은 유체의 부가질량행렬과 유체 유동에 의한 강성행렬로 연계된 유체-구조물계에 반영된다. 연계된 유체-구조물계의 고유치 문제로부터 수조구조물의 고유진동수외 고유모드를 구하였으며 수평 및 수직 자바운동에 의하여 수조구조물에 발생하는 유체동압력과 자유수면의 유동도 산출하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.29-35
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• 2019

본 논문에서는 건축물 진동저감장치에 적용되는 액체감쇠기 내 유체 자유표면의 동적 거동 계측을 위해 저가형 RGB-depth 센서인 Microsoft사 $Kinect^{(R)}$ v2의 활용과 계측시스템을 구축하는 방법을 제안하였다. $Kinect^{(R)}$ v2의 성능검토 및 실효성 확인, SDK(software development kit)를 사용한 실시간 모니터링, 3D 공간상에서 유체의 표면 정보 취득, 기존 비디오 센싱기법과의 비교를 통해 본 연구에서 제안한 유체의 동적 거동 계측 시스템의 정확성과 우수성을 검증하였다. 제안된 계측시스템을 활용하여 소형 수조 내 액체에 대한 동적 거동 정밀계측을 수행하였으며, 이를 바탕으로 광범위한 가진입력에 대한 유체 자유표면의 동적 거동 특징을 확인하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 RGB-depth센서의 건축물 진동저감 적용을 통해 정밀한 모니터링 시스템을 구축하고 최적화된 액체감쇠기의 설계 및 운용을 기대할 수 있다.