• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권5호
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• pp.451-460
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• 2023

Recently, the use of smartphones for structural health monitoring in civil engineering has drawn increasing attention due to their rapid development and popularization. In this study, the structural responses and dynamic characteristics of a 421-m-tall skyscraper during the landfall of Typhoon Muifa are monitored using an iPhone 13. The measured building acceleration responses are first corrected by the resampling technique since the sampling rate of smartphone-based measurement is unstable. Then, based on the corrected building acceleration, the wind-induced responses (i.e., along-wind and across-wind responses) are investigated and the serviceability performance of the skyscraper is assessed. Next, the amplitude-dependency and time-varying structural dynamic characteristics of the monitored supertall building during Typhoon Muifa are investigated by employing the random decrement technique and Bayesian spectral density approach. Moreover, the estimated results during Muifa are further compared with those of previous studies on the monitored building to discuss its long-term time-varying structural dynamic characteristics. The paper aims to demonstrate the applicability and effectiveness of smartphones for structural health monitoring of high-rise buildings.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.170-176
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• 2012

본 논문은 서남해안 4개의 해양관측부이에서 계측된 해상 기상 및 파랑 자료를 수집하여 태풍 무이파 내습전후의 해상상태를 분석하였다. 태풍이 목포 서쪽 약 230 km 부근 해상에 위치할 때(2010년 8월 7일 21시) 기압 저하에 의한 해수면 상승량은 칠발도 25.64 cm, 거문도 16.43 cm, 거제도 9.60 cm로 산정되었다. 또한 최대파고 발생 시점 비교 결과, 특징적으로 거문도가 칠발도에 비해 약 7시간 앞서 발생하였다. 태풍 내습시 칠발도 해역에서 저수온 현상이 발생하였는데 이는 파랑에너지의 감소 요인으로 작용하였을 것으로 생각된다. 태풍 내습시 풍향과 파향은 S 및 W계열이 발달함으로써 바람이 해수를 해상에서 연안(해안) 방향으로 수송하는 외력으로 작용한 것으로 판단된다. 태풍 내습시 각 부이별 기상 및 해양 요소를 상호 비교한 결과, 마라도 부이는 칠발도 부이 결과와는 음의 상관성을, 거문도와 거제도 부이와는 양의 상관성을 보이고 있음을 알 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.16-24
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• 2014

극치해상 풍속 산정을 위해서는 장기 관측자료가 반드시 필요하다. 그러나, 해상에서의 장기 관측 자료를 확보하기란 거의 불가능하다. 따라서 해상 바람 조건을 분석하기 위해 태풍 모의 기법이 널리 이용되어 진다. 본 연구에서는 Holland(1980) model을 이용하여 1978년부터 2012년까지(35년간) 한반도 서해안 지역에 영향을 미친 총 74개 태풍에 대해서 태풍 모의를 하였다. 그 결과, BOLAVEN(1215)에 의한 HeMOSU-1의 100 m 고도 최대풍속은 49.02 m/s로서 35년간 가장 영향을 크게 미친 태풍으로 나타났다. 한편, 모의 결과는 서해안 지역에 설치 된 HeMOSU-1의 관측치(MUIFA, BOLAVEN, SANBA)와 비교하였다. 그리고 재현주기별 극치 풍속을 예측하기 위해 한반도 서해안 4개 지점(HeMOSU-1, 군산, 목포, 제주)의 35개 연 최대 풍속 자료에 Gumbel 분포형을 적용하였다. HeMOSU-1 지점의 해상 100 m 높이에서의 50년 빈도 설계풍속 값은 50 m/s, 100년 빈도 설계풍속 값은 54.92 m/s로 나타났으며, BOLAVEN 풍속이 50년 빈도 풍속에 해당되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.50-61
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• 2019

서해안 지역에서 대형태풍에 의한 해일유형을 세 가지로 구분한 후 그 특성을 고찰하였다. 태풍 OLGA(9907)와 KOMPASU(1007)가 대표적인 첨두형 태풍인데 빠른 이동속도로 서해안에 근접하여 통과한 태풍으로 최대해일고 발생이 조시와는 무관한 특성을 보인다. 반면 태풍 PRAPIROON(0012)과 BOLAVEN(1215) 등은 대표적인 지속형으로서 느린 이동속도로 서해안에서 이격하여 통과한 태풍이며 주로 저조시에 최대해일고가 발생하는 조석변조해일 특성을 보인다. 한편 태풍 MUIFA(1109)와 WINNIE(9713)의 경우 지속형으로 구분될 수는 있지만, 외부에서 전파되어 온 해일유형으로 구분되어 조석변조해일 특성은 보이지 않는다. 이러한 해일유형을 토대로 서해안 지역에서 고극조위가 발생하는 패턴을 구분한 결과 현재까지 해면고가 가장 높았던 경우는 태풍 WINNIE(9713)와 같은 전파형의 크지 않은 해일고가 백중사리의 높은 조위조건과 겹쳐 발생한 경우였다. 향후 높은 조위조건에 첨두형 태풍이 겹칠 경우 전무후무한 고극조위가 발생할 수 있을 가능성이 다소 낮은 확률로 존재한다. 그러나 대부분의 대형태풍이 저조시에 최대해일고가 발생하는 지속형임을 감안하면 저조시 크게 나타난 해일고를 단순히 약최고고조위에 가산하여 설계조위를 산정하는 설계법은 과다설계의 우려가 크다. 태풍해일 수치모의를 통해 극치해면고를 산정할 경우에도 가급적 다양한 조위조건을 함께 부여하여 조석-해일 비선형성이 재현되도록 해야 하며, 태풍의 이동속도와 최근접거리에 따른 해일특성에 대한 변화양상을 주의 깊게 고찰하여야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.508-520
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• 2016

본 연구에서는 7년(2009-2015)간 한반도 주변을 통과한 태풍의 이동 경로에 따른 수온의 변동을 분석하였다. 자료는 위성관측 수온영상, 동해 연안의 양양, 강릉, 삼척, 영덕에서 실시간 계류부이에서 관측한 수온과 기상청에서 제공한 바람을 분석하였다. 위성 영상을 이용한 태풍 통과 전후의 근해 수온의 차이는 태풍의 이동 경로에 따른 바람의 방향뿐만 아니라 해면 가열과 해면 상승의 시기와도 관계가 깊게 나타났다. Muifa, Chanhom, Nakri, Tembin과 같은 태풍들의 오른쪽에 위치한 동해 연안의 수온은 남풍계열의 바람에 의한 연안용승으로 표층뿐만 아니라 15m, 25m의 수온까지 하강하는 것을 알았다. 특히, 태풍 Chanhom과 Tembin에 의한 수온의 하강은 각각 $8-11^{\circ}C$와 $16^{\circ}C$ 하강하였다. 한편 그 반대편에 태풍이 위치할 때는 외해쪽에 있는 고온의 해수를 연안쪽으로 이동하여 침강시킴으로서 중층과 저층의 수온이 상승하였다. 또한, 태풍 통과 이후에 동해 연안에서 남풍(북풍)계열의 바람에 의한 하강(상승)된 수온의 혼합은 1-2일 및 4일간 지속되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.159-167
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• 2017

본 연구의 목적은 능동제어기의 최적 제어력을 산정하는 과정에서 추정된 응답을 사용하기 위하여 고층건물의 풍응답을 정확하게 추정하는 것이다. 응답 추정을 위하여 칼만필터를 사용하였으며, 진동대에 설치된 3층 축소모형 구조물을 사용하여 추정 정확도를 검증하였다. 사용된 모델의 시스템 행렬은 시스템 식별에 의해 얻어진 모드 정보를 바탕으로 구성되었다. 가속도 응답으로부터 추정된 변위는 변위계로 계측된 변위와 거의 일치하는 결과를 보였다. 마지막으로 태풍 무이파에 의해 가진된 실제 39층 건축물의 풍응답을 추정하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권5호
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• pp.571-580
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• 2013

In this study, compared with the result of water surface elevation and water velocity on the establishment of river maintenance basic plan and result of HEC-GeoRAS based GIS, and after use the result of water surface elevation and velocity were observed in the Han stream on Jeju island, analysis 2 dimensional stream flow. the lateral hydraulic characteristics and curved channel of the stream were analyzed by applying SMS-RMA2 a 2 dimensional model. The results of the analysis using HEC-RAS model and HEC-GeoRAS model indicated that the distribution ranges of water surface elevation and water velocity were similar, but the water surface elevation by section showed a difference of 0.7~2.18 EL.m and 0.63~1.16 EL.m respectively, and water velocity also showed differences of maximum 1.58m/sec and 2.67m/sec. SMS-RMA2 analysis was done with the sphere of Muifa the typhoon as a boundary condition, and as a result, water velocity distribution was found to be 1.19 through 3.91 m/sec, and the difference of lateral water velocity in No. 97 through 99 the curved channel of the stream was analyzed to be 1.59 through 2.36 m/sec. In conclusion it is anticipated that the flow analysis of 2 dimension model of stream can reflect the hydraulic characteristics of the stream curved channel or width and shape, and can be applied effectively in the establishment of river maintenance basic plan or management and designing of stream.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권3호
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• pp.291-309
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• 2020

To study oceanic and meteorological problems related to climate change, Korea has been operating several ocean research stations (ORSs). In 2011, the Gageocho ORS was attacked by Typhoon Muifa, and its structural members and several observation devices were severely damaged. After this event, the Gageocho ORS was rehabilitated with 5 m height to account for 100-yr extreme wave height, and the vibration measurement system was equipped to monitor the structural vibrational characteristics including natural frequencies and modal damping ratios. In this study, a mass reallocation method is presented for structural model updating of the Gageocho ORS based on the experimentally identified natural frequencies. A preliminary finite element (FE) model was constructed based on design drawings, and several of the candidate baseline FE models were manually built, taking into account the different structural conditions such as corroded thickness. Among these candidate baseline FE models, the most reasonable baseline FE model was selected by comparing the differences between the identified and calculated natural frequencies; the most suitable baseline FE model was updated based on the identified modal properties, and by using the pattern search method, which is one of direct search optimization methods. The mass reallocation method is newly proposed as a means to determine the equivalent mass quantities along the height and in a floor. It was found that the natural frequencies calculated based on the updated FE model was very close to the identified natural frequencies. In conclusion, it is expected that these results, which were obtained by updating a baseline FE model, can be useful for establishing the reference database for jacket-type offshore structures, and assessing the structural integrity of the Gageocho ORS.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권9호
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• pp.853-860
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• 2012

홍수 발생 시 모래하천의 수위-유량 관계가 고리형을 이룬다는 것은 많은 현장 계측을 통해 보고되어 왔다. 또한, 홍수파 해석이나 사련에서 사구로 변동되는 하상해석을 통해 고리형 수위-유량 관계의 원인이 규명되어서 고리의 형태나 진행방향 등에 대해서는 이론적으로도 상당부분 입증되어 있다. 그러나 경사가 급한 자갈 및 암반으로 구성된 산지하천의 경우, 현장유량계측의 어려움과 관측 정확도의 문제로 고리형 수위-유량 관계에 대한 연구가 매우 드물었다. 본 논문은 자갈 및 암반지형의 산지하천인 제주도 한천에서 2011년 태풍 무이파 때 계측한 홍수 유량을 바탕으로 수위-유량 관계를 구축하고, 자갈하천에서 형성되는 고리형 수위-유량곡선을 분석하고자 한다. 유량계측 방식으로는 홍수기에 적합한 비접촉식인 전자파 표면유속계를 사용하여, 홍수의 상승기와 하강기의 유량을 시간 단위로 계측하는 데 성공했다. 계측결과 수위-유량관계에서 뚜렷한 고리 형상을 확인할 수 있었다. 그리고 고리의 이력이 모래하천과 정반대로 동일수위에서 상승기의 유량이 하강기의 유량보다 작은, 고리 경로의 역전 현상을 발견하였다. 이러한 역전현상은 자갈하천의 조도의 변화가 모래하천의 경우와 반대로 발생하는 데 기인하는 것으로 추정한다.