본 논문은 구조물의 동적특성인 모드형상과 고유진동수를 이용한 손상탐지와 유효 물성치 추정을 통하여 콘크리트 축소모형과 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 건전성을 평가하였다. 손상탐지의 경우 콘크리트 축소모형에 대한 동적실험을 수행하여 모드형상을 추출한 후 손상탐지기법에 적용하여 실용성을 증명하였다. 또한 실제 콘크리트 부유식 구조물 함체의 모드형상 및 고유진동수를 실험을 통하여 구한 후 구조계추정기법을 이용하여 콘크리트의 유효 물성치를 추정하였다. 손상탐지기법을 이용하여 축소모형의 손상부재를 정확히 찾아내었으며, 구조계추정기법을 이용하여 실제 콘크리트 부유식 함체의 현재 유효 물성치를 추정하였다.
우리나라뿐만 아니라 전 지구적으로 호우발생 빈도의 증가, 태풍이나 허리케인 세기의 강화 등에 따라 대규모 자연재해의 발생횟수와 피해액은 지속적으로 증가하는 추세이다. 태풍, 홍수, 호우, 강풍, 풍랑, 해일, 조수, 대설, 가뭄, 지진, 황사 등과 같은 자연재해는 발생지점과 규모를 예측하기 어려우며, 전조현상이 명확하게 나타나지 않아 대응에 많은 어려움이 존재한다. 그러나 자연재해의 피해규모를 예측할 수 있다면, 조기대응을 통해 피해를 저감할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 국민안전처에서 발간하는 재해연보('91년~'15년)를 기반으로 서해연안지역의 풍랑피해함수를 개발하였다. 풍랑피해함수는 지역별, 시설별로 구분하여 개발하였으며, NRMSE는 1.94%~26.07%로 분석되었다. 개발된 식을 통해 피해규모를 예측하고, 그에 대한 적절한 대응이 이루어진다면, 피해를 저감할 수 있을 것으로 사료된다.
A damage estimation method for support structure of offshore wind turbine using modal parameters is presented for effective structural health monitoring. Natural frequencies and mode shapes for a support structure with monopile of an offshore wind turbine were calculated considering soil condition and added mass. A neural network was learned based on training patterns generated by the changes of natural frequency and mode shape due to various damages. Natural frequencies and mode shapes for 10 prospective damage cases were input to the trained neural network for damage estimation. The identified damage locations and severities agreed reasonably well with the accurate damages. Multi-damage cases could also be successfully estimated. Enhancement of estimation result using another parameters as input to neural network will be carried out by further study. Proposed method could be applied to other type of support structure of offshore wind turbine for structural health monitoring.
본 연구에서는 현수교의 합리적인 시공방안 결정 및 구조안전성 평가에 대한 기초자료를 제시하였다. 기 연구된 현수교의 해석모델 및 신뢰성이론을 바탕으로 초기형상해석, 자유진동해석, 시공변수를 고려한 시공단계해석 및 신뢰성해석 등을 수행 할 수 있는 수치해석프로그램을 개발하였다. 현수교의 시공방안은 보강형의 시공순서, 시공방향 및 주경간과 측경간의 동시 시공성 등의 다양한 시공변수를 고려하여 설정하였다. 시공방안에 따른 동적시공단계해석은 작성된 해석프로그램에 의해 수행하였으며 주요부재의 응답특성을 검토하여 각각의 시공방안에 대한 장 단점을 제시하였다. 시공단계별 구조신뢰성해석은 자연적 불확실성을 고려하여 신뢰성지수 및 파괴확률을 산정함으로써, 설정된 시공방안에 따른 현수교의 안전성을 정량적으로 평가하였다. 아울러, 인위적 불확실성을 고려하여 산정된 해석결과에 대해 재평가하였으며, 시공단계 위험성의 주요 퍼센트 분포를 빈도수 히스토그램을 이용하여 제시하였다.
Temporal changes in the number of zooplankton species are important information for understanding basic characteristics and species diversity in marine ecosystems. The aim of the present study was to estimate the optimal monitoring frequency (OMF) to guarantee and predict the minimum number of species occurrences for studies concerning marine ecosystems. The OMF is estimated using the temporal number of zooplankton species through bi-weekly monitoring of zooplankton species data according to operational taxonomic units in the Tongyoung coastal sea. The optimal model comprises two terms, a constant (optimal mean) and a cosine function with a one-year period. The confidence interval (CI) range of the model with monitoring frequency was estimated using a bootstrap method. The CI range was used as a reference to estimate the optimal monitoring frequency. In general, the minimum monitoring frequency (numbers per year) directly depends on the target (acceptable) estimation error. When the acceptable error (range of the CI) increases, the monitoring frequency decreases because the large acceptable error signals a rough estimation. If the acceptable error (unit: number value) of the number of the zooplankton species is set to 3, the minimum monitoring frequency (times per year) is 24. The residual distribution of the model followed a normal distribution. This model can be applied for the estimation of the minimal monitoring frequency that satisfies the target error bounds, as this model provides an estimation of the error of the zooplankton species numbers with monitoring frequencies.
철도판형교는 한국철도 교량에서 약 40%를 차지하고 있는 중요교량 형식중의 하나이다. 그러나 판형교의 대표적인 교량받침은선받침으로 거동 및 유지관리에 상당한 문제들을 발생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안연구의 일환으로 본 연구에서는 판형교의 실교량을 선정하여 선받침을 폴리우레탄 디스크 받침으로 교체하였다. 폴리우레탄 디스크 받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현한다. 철도 판형교에 이와 같이 탄성받침을 설치하는 경우 실교량의 동특성의 변화 및 동적 거동의 변화를 디젤기관차 재하실험 및 운행차량에 의한 거동 계측을 통해서 분석 평가하였다. 탄성받침에 의해서 판형교의 1차모드 고유진동수가 3% 감소하였으며, 2차 및 3차모드의 고유진동수는 7 및 15% 감소하였다. 디스크 받침에 의해서 판형교의 동적 수직 처짐은 증가하였으나, 디스크의 변형을 제거한 교량의 순수 변형에 의한 처짐은 거의 증가하지 않는다. 교축직각방향의 변위는 디스크 받침의 전단핀 역할에 의해서 감소하는 경향을 보였다. 또한, 수평방향의 가속도도 탄성 받침에 의해서 거의 변화가 없었다.
해상에 설치된 관측타워에 미치는 환경 하중 변화에 따른 구조물의 동특성 파악은 구조물의 안전성 평가에 중요한 인자로 활용되고 있다. 이 연구에서는 새만금 방조제 인근에 위치한 만경해상관측타워(이하 만경타워) 구조물에 대한 현장계측실험을 통하여 동특성을 분석하고 수치해석모델을 구성하였다. 계측실험 결과, 조위가 하강할수록 고유주파수는 증가하는 추세를 보였다. 또한 동일한 모드가 2개의 주파수를 갖는 것을 확인하였으며, 이는 세굴에 의하여 파일과 지반이 접촉 시에 고유주파수가 일부 증가하는 현상으로 판단되었다. 수치해석을 위하여 구조물의 상부 질량, 가상고정점, 세굴 깊이 및 유체 영향을 고려한 부가 질량 등을 만경타워의 구조적 특성으로 반영하였으며, 추정된 고유주파수 및 패턴서치 알고리즘으로부터 수치해석모델에 대한 모델 개선 작업을 수행하였다. 개선된 해석모델로부터 추후 만경타워에 대한 안정성 검토 측면에서의 연구에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권10호
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pp.2514-2526
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2013
This paper presents a detection method for least significant bit matching revisited (LSBMR) steganography. Previous research shows that the adjacent pixels of natural images are highly correlated and the value 0 appears most frequently in pixel difference. Considering that the message embedding process of LSBMR steganography has a weighted-smoothing effect on the distribution of pixel difference, the frequency of the occurrence of value 0 in pixel difference changes most significantly whereas other values approximately remain unchanged during message embedding. By analyzing the effect of LSBMR steganography on pixel difference distribution, an equation is deduced to estimate the frequency of difference value 0 using the frequencies of difference values 1 and 2. The sum of the ratio of the estimated value to the actual value as well as the ratio of the frequency of difference value 1 to difference value 0 is used as the steganalytic detector. Experimental results show that the proposed method can effectively detect LSBMR steganography and can outperform previous proposed methods.
The thickness of a stable and economical frame has been designed in order to reduce costs. Therefore, this study applied structural analysis and vibration analysis based on a comparison of the thicknesses of frames. Four types of frames (1mm, 2mm, 3mm, and 5mm) were modeled on a bicycle frame that has a length of 842mm, a width of 100mm, and a height of 400.5mm, and all of these frames generated the stress and maximum deformation amount in the state and around the saddle. The maximum stress shown was 25.732 MPa in 1mm, 11.79 MPa in 2mm, and 8.2015 MPa in 3mm, and the maximum deformation amount shown was 0.063611mm in 1mm, 0.031978mm in 2mm, and 0.022319mm in 3mm. The natural frequency of the frame thicknesses 1mm, 2mm, and 3mm was estimated as within 270 Hz. The critical frequency of conditions of 3mm was the biggest at 118.1Hz compared with the 3-mm model; thus, 3mm was shown to have the most satisfactory resistance.
Hussain, Muzamal;Naeem, Muhammad Nawaz;Khan, Muhammad Shabaz;Tounsi, Abdelouahed
Computers and Concrete
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제25권5호
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pp.411-425
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2020
In this paper, the shell material has been taken as functionally graded material and their material quantity is located by the exponential volume fraction law. Moreover, the impact of ring supports around the shell circumference has been examined for their various positions along the shell axial length. These rings support restraints the radial displacement in the transverse direction. While the axial modal deformation functions have been estimated by characteristic beam functions and nature of materials used for construction of cylindrical shells. The fundamental natural frequency of cylindrical shell of parameter versus ratios of length- and height-to-radius for a wide range has been reported and investigated through the study. In addition, by increasing height-to-radius ratio resulting frequencies also increase and frequencies decrease on ratio of length-to-radius. Though the trends of frequency values of both ratios are converse to each other with three different boundary conditions. Also it is examined the position of ring supports with length-to radius ratio, height-to-radius ratio and varying the exponent of volume fraction. MATLAB software package has been utilized for extracting shell frequency spectra. The obtained results are confirmed by comparing with available literature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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