• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권3호
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• pp.485-505
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• 2014

This study aimed to develop an approach to accurately predict the wind models and wind effects of large wind turbines. The wind-induced vibration characteristics of a 5 MW tower-blade coupled wind turbine system have been investigated in this paper. First, the blade-tower integration model was established, which included blades, nacelle, tower and the base of the wind turbine system. The harmonic superposition method and modified blade element momentum theory were then applied to simulate the fluctuating wind field for the rotor blades and tower. Finally, wind-induced responses and equivalent static wind loads (ESWL) of the system were studied based on the modified consistent coupling method, which took into account coupling effects of resonant modes, cross terms of resonant and background responses. Furthermore, useful suggestions were proposed to instruct the wind resistance design of large wind turbines. Based on obtained results, it is shown from the obtained results that wind-induced responses and ESWL were characterized with complicated modal responses, multi-mode coupling effects, and multiple equivalent objectives. Compared with the background component, the resonant component made more contribution to wind-induced responses and equivalent static wind loads at the middle-upper part of the tower and blades, and cross terms between background and resonant components affected the total fluctuation responses, while the background responses were similar with the resonant responses at the bottom of tower.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.286-297
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• 2013

본 연구에서는 PSC-I 거더 교량을 대상으로, 3차원 교량 모델로 이동하중해석에 의한 엄밀한 동적 안정성 해석을 수행할 때의 모델링 방법과 해석방법에 대한 영향 평가를 수행하였다. 이를 위해 콘크리트 및 자갈궤도 등을 채용할 때의 합리적인 모델링 방법론과 물성치를 제시하였다. 또한, 궤도 모델링 유무, 궤도 종류, 거더 중심에서 받침까지의 거리 고려 여부, 직접적분법과 모달해석법 등 이동하중해석법, 필터링 등이 응답에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.295-301
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• 2007

본 연구에서는 조종면이 있는 날개에 유격 비선형을 고려한 공탄성 해석을 수행하였다. 천음속에서 충격파와 같은 공기력 비선형성을 고려하기 위하여 천음속미소교란 방정식을 이용하여 비정상 공기력 해석을 수행하였다. 구조 비선형 모델의 모드 접근법을 적용하기 위하여 가상질량법을 적용하였다. 비선형 공탄성 방정식의 시간 응답을 얻기 위하여 연계 시간 적분법을 적용하였다. 이러한 방법들을 통하여 유격 비선형성과 공기력 비선형성을 동시에 고려할 수 있는 효율적인 공탄성 해석을 수행하였다. 해석모델은 조종면이 있는 3차원 날개를 선택하였다. 아음속 및 천음속 영역에서 구조 비선형을 고려한 공탄성 해석을 통하여, 공기력 비선형성, 초기 조종면 진폭의 영향과 유격크기가 공탄성 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.

• 한국가스학회지
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• 제21권1호
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• pp.18-26
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• 2017

현재의 초음파 두께 측정에 기반한 배관 감육 검사 속도를 개선하기 위해 배관 쉘 진동 모드의 고유 진동수 변화를 이용한 감육 검사 기법을 제안하였다. 감육이 발생한 부위의 축방향 수직 단면의 두께는 원주 방향을 따라 불균일하게 변화하는데, 두께가 균일한 경우에 비해 쉘 모드의 고유 진동수가 감소하거나 두 개 이상으로 분기됨을 확인하였다. 배관의 고유 진동수는 한 번의 측정으로도 평가할 수 있으므로, 제안한 방법을 이용하면 축방향 수직 단면의 평균 두께 변화를 빠르게 확인할 수 있어 초음파 두께 측정 방식에 비해 신속한 감육 검사가 가능하다. 본 논문에서는 제안 기법의 원리를 설명하고, 2차원과 3차원 감육 배관 모델 및 시편을 이용한 전산 해석과 실험을 통해 제안한 기법의 적용성을 검증하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.503-506
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• 2005

The PWR Nuclear Fuel assembly consists of more than 250 fuel rods that are supported by leaf springs in the cells of more than 10 Spacer Grids (SG) along the rod length. Since it is not easy to conduct mechanical tests on a full-scale model basis, the small-scaled rod bundle (5$\times$5) is generally used for various performance tests during the development stage. As one of the small-scaled tests, a flow test should be carried out in order to verify the performance of the spacer grid like the coolant mixing performance and to obtain the Flow-Induced Vibration (FIV) characteristics of the rod bundle over the specified flow range. A vibration test should be also performed to obtain the modal parameters of the bundle prior to the flow test. In this study, we want to develop the estimation procedure of the damping ratio for the small scaled test bundle. For the damping factor of the rod bundle and the grid case at the first vibration mode, as one of the vibration tests, a so-called pluck testing has been performed in air as a preliminary test prior to in-flow damping measurement test. Logarithmic decrement method is used for calculation of the damping ratio. Estimated damping ratio of the rod bundle is about 0.7% with reasonable error of 2% for the previous results. Nonlinear behavior of the rod bundle might be stem mainly Iron the rod-grid support configuration.

• 한국해양공학회지
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• 제33권1호
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• pp.50-60
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• 2019

Recently, problems with excessive vibration of the radar masts of large bulk carriers and crude oil tankers have frequently been reported. This paper explores a design method to avoid the resonance of a radar mast installed on a large ship using various design of experiment (DOE) methods. A local vibration test was performed during an actual sea trial to determine the excitation sources of the vibration related to the resonant frequency of the radar mast. DOE methods such as the orthogonal array (OA) and Latin hypercube design (LHD) methods were used to analyze the Pareto effects on the radar mast vibration. In these DOE methods, the main vibration performances such as the natural frequency and weight of the radar mast were set as responses, while the shape and thickness of the main structural members of the radar mast were set as design factors. From the DOE-based Pareto effect results, we selected the significant structural members with the greatest influence on the vibration characteristics of the radar mast. Full factorial design (FFD) was applied to verify the Pareto effect results of the OA and LHD methods. The design of the main structural members of the radar mast to avoid resonance was reviewed, and a normal mode analysis was performed for each design using the finite element method. Based on the results of this normal mode analysis, we selected a design case that could avoid the resonance from the major excitation sources. In addition, a modal test was performed on the determined design to verify the normal mode analysis results.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.261-270
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• 2020

본 연구는 피기백 화차운송 시스템의 특허문서를 활용하여 관련 분야의 유망기술을 파악하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 피기백 운송 시스템의 선행연구 및 관련 보고서로 기술 키워드를 추출하여 특허문서를 추출한다. 추출된 특허문서에 텍스트마이닝 기법을 적용하여 빈도수가 높은 키워드를 확인하고 피기백 운송 시스템의 핵심기술의 토픽을 식별하기 위해 LDA(Latent Dirichlet Allocation) 알고리즘을 적용하였다. 마지막으로, 시계열 분석 기법인 ARIMA 모델을 핵심기술의 토픽에 적용하여 기술 추세를 예측하고 피기백 운송 시스템에 대한 유망한 기술을 식별하였다. 특허 분석 결과, 데이터 기반 통합관리 시스템과 운영 계획 시스템 그리고 복합수송 중 특수 화물(기체, 액체류) 운송 및 보관 기술이 미래에 유망한 핵심기술로 도출되었고, 데이터 송수신 및 분석 기술이 중요한 세부 기술임을 확인하였다. 제안된 분석 방법은 피기백 운송 시스템의 R&D 연구개발 전략 및 기술 로드맵을 개발하는 데 있어 충분한 자료가 될 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권3호
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• pp.293-303
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• 2022

As infrastructure ages and traffic load increases, serious public concerns have arisen for the well-being of bridges. The current health monitoring practice focuses on large-scale bridges rather than short span bridges. However, it is critical that more attention should be given to these behind-the-scene bridges. The relevant information about the construction methods and as-built properties are most likely missing. Additionally, since the condition of a bridge has unavoidably changed during service, due to weathering and deterioration, the material properties and boundary conditions would also have changed since its construction. Therefore, it is not appropriate to continue using the design values of the bridge parameters when undertaking any analysis to evaluate bridge performance. It is imperative to update the model, using finite element (FE) analysis to reflect the current structural condition. In this study, a FE model is established to simulate a concrete culvert bridge in New South Wales, Australia. That model, however, contains a number of parameter uncertainties that would compromise the accuracy of analytical results. The model is therefore updated with a neural network (NN) optimisation algorithm incorporating Monte Carlo (MC) simulation to minimise the uncertainties in parameters. The modal frequency and strain responses produced by the updated FE model are compared with the frequency and strain values on-site measured by sensors. The outcome indicates that the NN model updating incorporating MC simulation is a feasible and robust optimisation method for updating numerical models so as to minimise the difference between numerical models and their real-world counterparts.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.801-807
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• 2008

본 연구는 시간-면적 방법론을 적용하여 도시교통수단의 토지소모 효율성을 비교분석하고자 하였다. 도시의 주요 교통수단을 대상으로 그간의 연구와 달리 각 수단에 적합한 교통조건과 운행여건을 고려한 토지소모효율성 산정식을 도출하였고, 도출된 식을 이용하여 각 수단별 1km 통행시의 인당 시간-면적 소모량을 계산하여 비교하였다. 또한 산정식을 이용하여 소모량과 운행속도와의 관계를 분석하여 각 수단의 소모량의 범위를 비교하였으며, 주차에 의한 시간-면적 소모량을 명확히 제시하기 위해 외곽으로부터 도심으로 통행하는 통근자의 가상 왕복통행을 가정하여 수단별 통행에 따른 총 시간-면적소모량을 비교분석하였다. 연구의 결과, 이용시설에 상관없이 승용차 이용자가 가장 소모량이 많은 것으로 나타났고, 도시철도를 포함한 대중교통수단의 효율성이 우수한 것으로 나타났다. 예상과는 달리 도보와 자전거는 높은 소모량을 보였다. 그럼에도 불구하고 단거리 통행시 버스를 대체할 수 있는 수단으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.95-104
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• 2008

본 연구에서는 경부고속철도상의 대표적인 교량인 2경간 연속보 형태의 고속철도 교량에 대하여 동적거동을 해석하고 공진발생의 감소방안들을 제시하였다. 하중은 한국형 고속철도하중인 총길이 380.15 m의 TGV-K 열차(2P+18T)가 일정한 속도로 이동하는 것으로 하였다. 동적거동을 모사하는 지배방정식은 질량과 강성이 분포된 연속계에서 만들어진 편미분방정식을 이용하여 구하였으며 Duhamel 적분을 이용한 모달계수의 처리를 수반하는 모드중첩법을 이용하여 동적해석을 수행하였다. 열차의 주행속도에 관계없이 동적거동을 급격히 감소시킬 수 있는 지간장이 존재하였으며 지금까지 연구된 단순보 형태의 교량에서 분석된 결과와는 달랐다. 열차의 주행속도에 의존하여 동적응답이 급격히 증가되어 공진현상을 일으키는 경우에도 공진을 감소시킬 수 있는 여러 방안들을 제시하였다.