• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권4호
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• pp.469-484
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• 2023

A deep recursive bidirectional Cuda Deep Neural Network Long Short Term Memory (Bi-CuDNNLSTM) layer is recruited in this paper to predict the entire force time histories, and the corresponding hysteresis and backbone curves of reinforced concrete (RC) bridge piers using experimental fast and slow cyclic tests. The proposed stacked Bi-CuDNNLSTM layers involve multiple uncertain input variables, including horizontal actuator displacements, vertical actuators axial loads, the effective height of the bridge pier, the moment of inertia, and mass. The functional application programming interface in the Keras Python library is utilized to develop a deep learning model considering all the above various input attributes. To have a robust and reliable prediction, the dataset for both the fast and slow cyclic tests is split into three mutually exclusive subsets of training, validation, and testing (unseen). The whole datasets include 17 RC bridge piers tested experimentally ten for fast and seven for slow cyclic tests. The results bring to light that the mean absolute error, as a loss function, is monotonically decreased to zero for both the training and validation datasets after 5000 epochs, and a high level of correlation is observed between the predicted and the experimentally measured values of the force time histories for all the datasets, more than 90%. It can be concluded that the maximum mean of the normalized error, obtained through Box-Whisker plot and Gaussian distribution of normalized error, associated with unseen data is about 10% and 3% for the fast and slow cyclic tests, respectively. In recapitulation, it brings to an end that the stacked Bi-CuDNNLSTM layer implemented in this study has a myriad of benefits in reducing the time and experimental costs for conducting new fast and slow cyclic tests in the future and results in a fast and accurate insight into hysteretic behavior of bridge piers.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권5호
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• pp.635-644
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• 2012

해양 파력 발전 시스템의 설계를 위하여 본 연구에서는 6-자유도운동해석 기법을 적용한 3차원 CFD 해석으로 단일 부유체에 대한 거동을 유입되는 파의 성질에 따라 해석하였다. 입력파는 한반도 제주도 서남해역 마라도인근 연평균 주기 5.5s, 진폭 0.57m로 가정하여 부유체 고유진도주기가 1.25~2.8s에서 총 12개를 모델링하였다. 생성된 파를 이용하여 동조율과 피치각 변화의 상호관계를 분석하고 부유체 질량관성모멘트, 각속도, 각가속도 등 변수와 최대 에너지 흡수 관계를 비교 분석하였다. 해석결과 부유체 L의 에너지흡수가 가장 높은 6kW인 결과를 확인하였고 에너지 흡수가 가장 높은 D, F, L 모델중 F모델이 최대 각도변화가 가장 높은 $1.91^{\circ}$이며 부유체 끝부분에서의 최대 변위는 L모델이 가장 높은 약 0.7m이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권9호
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• pp.749-757
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• 2021

쿼드로터를 활용한 운송 임무에서 임의의 유상하중을 장착하게 되면 질량, 관성모멘트, 무게중심의 위치와 같은 모델 파라미터가 변화하게 된다. 더욱이 유상하중이 기체에 장착되는 위치가 기체의 무게중심과 일치하지 않는 경우 무게중심의 변화는 야기되며 이는 제어 성능에 악영향을 미치게 된다. 이에 본 논문에서는 유상하중에 따른 모델의 불확실성을 보상하기 위하여, 선형 제차 조정기(Linear Quadratic Regulator, LQR) 기반의 모델 참조 적응 제어기법(Model Reference Adaptive Control, MRAC)을 제안한다. 먼저 고정된 유상하중을 고려한 쿼드로터의 동역학 모델을 유도하고, 선형 제차 조정기를 이용하여 기준제어기를 선정한다. 참조 모델은 과도응답을 향상하기 위해 폐루프 참조 모델을 사용하였으며, 선형 제차 조정기를 통하여 선정하였다. 또한, 안정성 분석을 통하여 모델 파라미터를 추정하기 위한 적응 제어기법을 설계하였다. 제안하는 제어기의 성능을 확인하기 위하여 모델 파라미터의 불확실성이 존재하는 상황에서 선형 재차 조정기와 성능을 비교하였다. 그리고 외란이 있는 상황에서 기존의 모델 참조 적응 제어기법과도 제안한 제어기의 결과를 비교하여 과도응답과 강건성에 대해서도 분석하였다.

• 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.

• 한국운동역학회지
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• 제18권1호
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• pp.53-62
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• 2008

본 연구는 플랫폼 다이빙 종목 205B를 3차원 영상분석을 통하여 운동학적 분석을 하였다. 총소요시간은 평균 $1.112{\pm}0.12s$로 나타났으며 여유 있는 연기를 수행하기 위해 많은 소요시간을 확보하여야 할 것으로 사료된다, 이지시 신체중심의 높이는 평균 88.8cm이며 수평거리는 144.8cm, 수평, 수직속도는 평균 1.08m/s, 1.3m/s로 나타났으며, 회전동작은 높은 위치에서 수행해야 하며, 수평거리는 짧아야 입수자세에 유리 할 것으로 판단된다. 하지분절의 속도변화는 이지 시 속도가 감소한 이후 회전이 이루어지는 시점까지 상승하며 이지 순간에는 회전보다는 점프동작에 더 큰 영향을 미치며, 신체중심을 축으로 회전동작으로 이어지고 속도가 상승하는 것으로 판단된다. 몸통각속도는 이지 시에 크게 나타났는데, 이는 상 방향으로 점프하여 회전에 필요한 힘을 얻기 위해 상체분절을 최대한 곧게 펴고 신체중심을 높게 유지하여 도약을 해야 효과적인 동작을 수행 할 수 있기 때문으로 사료된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제7권5호
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• pp.367-371
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• 1986

Dynamic and equilibrium properties of n-alkane chains immersed in solvent molecules have been investigated by a molecular dynamics method. The n-alkane chain is assumed to be a chain of elements (CH$_2$) interconnected by bonds having a fixed bond length and bond angle, but each bond of the chain is allowed to execute hindered internal rotation. We studied the effect of the number of the chain elements (N$_c$ = 10, 15 and 20) on the equilibrium properties of the system, e.g., the pair correlation functions between a chain element and solvent molecules, g$_{cs}$(r), and between the chain elements, g$_{cc}$(r), and the configurational properties such as the mean-square end-to-end distance < R$^2$ >, the mean-square radius of gyration < S$^2$ >, and the eigenvalues of the moment-of-inertia tensor < S$_i^2$ > / < S$^2$ > (i = 1, 2 and 3). We also studied the dynamic properties of the system, e.g., the autocorrelation function C(A;t) where A = R$^2$(t), = S$^2$(t), or = ${\vec{V}}(t)({\vec{V}}$ = velocity of the center of mass), and the diffusion coefficient D. The g$_{cs}$(r)'s are almost equal irrespective of the change of Nc while g$_{cc}$(r) becomes larger as N$_c$ increases; The MD computed configurational properties < R$^2$2 > and < S$^2$ > were found to be a little different from the values calculated from the statistical equations of < R$^2$ > and < S$^2$ >, it may be due to the fact that our model for the MD simulations includes a long-range volume effect. From the < S$_i^2$ > / < S$^2$ >, it is found that the chain molecule has a nearly spherical shape irrespective of the variation of N$_c$. For the dynamic properties we found that the C(R$^2$;t) and C(S$^2$;t) of lower N$_c$ decay faster than those of higher N$_c$, while the C($\vec V$;t) of the center of mass in the chain is weakly dependent on the N$_c$. The center of mass diffusion coefficient D$_c$ decreases as N$_c$ increases while the end point diffusion coefficient D$_e$ is nearly equal irrespective of the change of N$_c$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.709-715
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• 2015

일반적인 무인잠수정과는 달리 수중 글라이더는 별도의 추진체를 가지지 않고 부력과 중력의 차이에 의해서 추진력을 얻게 된다. 추진력을 얻기 위해 부력을 조절하게 되며, 부력의 변화는 부력엔진을 이용하며 수중 글라이더의 체적을 변화시킨다. 또한, 수중 글라이더의 자세를 제어하기 위해 별도의 방향타를 사용하지 않고 내부의 자세제어기를 이용하여 내부 이동질량의 위치변화를 이용한다. 내부 이동질량의 위치변화에 의한 질량중심과 질량관성모멘트의 변화가 발생하게 되며 이로 인해 수중 글라이더의 자세가 변화하게 된다. 본 논문에서는 수중 글라이더의 기구학적 특성과 운동특성을 반영한 비선형 6자유도 운동방정식을 유도하고 이를 이용한 운동 시뮬레이션을 수행하였다. 자세제어기를 이용하여 수중 글라이더의 종동요각과 횡동요각 제어 운동 시뮬레이션을 수행하였으며, 종동요각과 횡동요각 제어에 따른 수중 글라이더의 운동특성을 해석하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.23-31
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• 2019

현대의 위성들의 설계요구조건은 운용되는 목적에 따라 다양해진다. 기존 중/대형 위성과는 달리 저궤도에서 운용되는 소형위성의 경우 군사적인 목적을 나타내기도 한다. 그렇기 때문에 고해상도의 사진 및 영상 수요가 증가하며 다표적 관측이 중요하게 된다. 이에 다표적 관측을 하기 위해서 위성의 기동성은 중요한 설계변수이다. 기동성이 증가하기 위해서 소형화가 되면 전체 질량관성모멘트가 감소하기 때문에 위성의 강성을 높여야한다. 본체에 비해서 강성이 낮은 태양전지판의 경우 진동이 발생하기 때문에 영상획득에 큰 영향을 미친다. 이러한 진동특성을 확인하기 위하여 본 연구에서는 위성을 축소모델로 제작하여 자세기동을 모사하기 위한 실험 치구를 도입하였고, 위성의 강성을 모사하기 위한 모사장치를 제시하였다. 또한 실험방식은 스텝모터를 이용하여 와이어의 감는 길이에 따라 위성의 기동각을 모사하였으며, 기동실험 시 발생되는 위성의 본체 및 태양전지판에 대하여 진동특성을 실험적으로 검증하고자 한다.