• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권4호
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• pp.527-538
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• 2017

The evaluation of the loss-of-support conditions of frictional beam-to-column connections using simplified numerical models describing the transverse response of a portal-like structure is presented in this paper considering the effects of the seismic-hazard disaggregation. Real earthquake time histories selected from European Strong-motion Database (ESD) are used to show the effects of the seismic-hazard disaggregation on the beam loss-of-support conditions. Seismic events are classified according to different values of magnitudes, epicentral distances and soil conditions (stiff or soft soil) highlighting the importance of considering the characteristics of the seismic input in the assessment of the loss-of-support conditions of frictional beam-to-column connections. A rigid and an elastic model of a frame of a precast industrial building (2-DoF portal-like model) are presented and adopted to find the minimum required friction coefficient to avoid sliding. Then, the mean value of the minimum required friction coefficient with an epicentral distance bin of 10 km is calculated and fitted with a linear function depending on the logarithm of the epicentral distance. A complete parametric analysis varying the horizontal and vertical period of vibration of the structure is performed. Results show that the loss-of-support condition is strongly influenced by magnitude, epicentral distance and soil conditions determining the frequency content of the earthquake time histories and the correlation between the maxima of the horizontal and vertical components. Moreover, as expected, dynamic characteristics of the structure have also a strong influence. Finally, the effect of the column nonlinear behavior (i.e. formation of plastic hinges at the base) is analyzed showing that the connection and the column are a series system where the maximum force is limited by the element having the minimum strength. Two different longitudinal reinforcement ratios are analyzed demonstrating that the column strength variation changes the system response.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.21-28
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• 2010

본 논문에서는 만타형상 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 운동성능과 제어기설계에 대한 성능을 해석하기 위한 수학모델을 정립하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 6자유도 운동방정식을 이용하여 Matlab/Simulink로 시뮬레이션 프로그램을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 만타형상 무인잠수정의 동역학적 운동성능을 해석하였으며, 무인잠수정의 제어성능을 해석하기 위하여 PID(비례-미분-적분)제어기와 슬라이딩모드(Sliding mode)제어기를 설계하여 만타형상 무인잠수정의 제어성능을 해석하였다. 설계된 제어기는 무인잠수정의 수심제어(Depth control)와 방향제어(Heading control)에 사용되었다. 설계된 제어기의 성능을 확인하기 위하여 미해군 대학원의 AUV II와 비교하였다. 설계된 수심제어기와 방향제어기를 이용하여 만타형 무인잠수정의 설계목표에 부합하는 항해제어 시뮬레이션을 실시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.895-906
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• 2014

대수심 부유 구조물의 하부기초 기술 중 하나인 dynamically penetration anchor (DPA 또는 흔히 torpedo anchor로 칭함)의 거동특성을 시험결과 및 수치 해석적 접근을 통해 분석하였다. 기존의 유한요소 해석기법으로는 이러한 대수심 anchor 구조물의 거동 특성을 적절히 모사하기 어렵기 때문에 본 연구에서는 이러한 부분을 해결하기 위해 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) 법을 통해 지반-구조물 사이에서 발생하는 메쉬(mesh)의 distortion 현상 및 경계조건 등의 문제점을 대변형의 관점에서 해결하고자 하였다. 실측치와의 비교를 통해, CEL 기법의 타당성을 검증하였고, 그 결과 본 연구에서 적용한 CEL 기법이 기존 유한요소 기술로는 구현이 불가능한 대수심 anchoring system의 자유낙하에 의한 전반적인 거동 및 지반의 변형특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다. 또한 검증된 기법을 바탕으로 dynamic anchor의 거동에 영향을 주는 여러 요소들에 대한 매개변수 연구를 추가로 수행하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권3_1spc호
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• pp.573-579
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• 2013

Once-through helically coiled steam generator tubes subjected to external pressure are of interest because of their application to advanced small- and medium-sized integral reactors, in which a primary coolant with a relatively higher pressure flows outside the tubes, while secondary water with a relatively lower pressure flows inside the tubes. Another notable point is that the values of the mean radius to thickness ratio of these steam generator tubes are very small, which means that a thick-walled cylinder is employed for these steam generator tubes. In the present paper, the maximum allowable pressure of helically coiled and thick-walled steam generator tubes with through-wall cracks under external pressure is investigated based on a detailed nonlinear three-dimensional finite element analysis. In terms of the crack orientation, either circumferential or axial through-wall cracks are considered. In particular, in order to quantify the effect of the crack location on the maximum external pressure, these cracks are assumed to be located in the intrados, extrados, and flank of helically coiled cylinders. Moreover, an evaluation is also made of how the maximum external pressure is affected by the ovality, which might be inherently induced during the tube coiling process used to fabricate the helically coiled steam generator tubes.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제7권6호
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• pp.553-570
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• 2020

To address the problems caused by the strong coupling of an airbreathing hypersonic vehicle's airframe and propulsion to the integrated control system design, an integrated airframe-propulsion model is established, and the coupling characteristics between the aircraft and engine are analyzed. First, the airframe-propulsion integration model is established based on the typical nonlinear longitudinal dynamical model of an air-breathing hypersonic vehicle and the one-dimensional dual-mode scramjet model. Thrust, moment, angle of attack, altitude, and velocity are used as transfer variables between the aircraft model and the engine model. The one-dimensional scramjet model can accurately reflect the working state of the engine and provide data to support the coupling analysis. Second, owing to the static instability of the aircraft model, the linear quadratic regulator (LQR) controller of the aircraft is designed to ensure attitude stability and height tracking. Finally, the coupling relationship between the aircraft and the engine is revealed through simulation examples. The interaction between vehicle attitude and engine working condition is analyzed, and the influence of vehicle attitude on engine safety is considered. When the engine is in a critical working state, the attitude change of the aircraft will not affect the engine safety without considering coupling, whereas when coupling is considered, the attitude change of the aircraft may cause the engine unstart, which demonstrates the significance of considering coupling characteristics.

• 한국통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.64-72
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• 1986

동일채널간섭(cochannel interference)과 다운링크(downlink) 가우스성잡음이 존재하는 환경하에서 비선형 위성 트랜스폰더(transponder)를 통과하는 DS-BPSK(Direct Sequence Binary Phase Shift Keying)신호의 오율식을 구했다. 이 때 위성 트랜스폰더의 입력으로는 DS-BPSK신호와 스펙트럼 확산된 광대역의 동일채널간섭신호와의 합성파를 가정하였다. 구해진 오율식에 의한 계산결과는 반송파 대 간섭파 전력 비(CIR), 다운링크 신호 대 잡음 전력 비(downlink SNR) 그리고 처리이득(process gain)을 파라미터로 하여 그래프로 나타내고 분석했다. 그 결과, DS-BPSK신호와 간섭신호가 하드 리미터(hard limiter)특성의 트랜스폰더를 통과하게 되면 수신기의 복조단에서는 처리이득을 증가시키더라도 개선되어 지지 않는 협대역의 상호 변조적 성분이 생긴다는 것을 알 수 있었다. 오율면에서는 CIR이 낮을 경우(약 10dB이하) 에는 CIR의 증가에 따른 오율 개선도가 현격하지만 약 20dB이상의 경우에서는 별다른 개선 효과가 없었다. 또한 처리이득의 경우는 일정한 오율값에 대해 처리이득을 약 10배 증가시키므로써 약 10dB 정도의 다운링크 SNR개선을 얻을 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권1호
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• pp.85-103
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• 2011

Integration of finite element analysis (FEA) software into various software platforms is commonly used in coupling systems such as systems involving structural control, fluid-structure, wind-structure, soil-structure interactions and substructure method in which FEA is used for simulating the structural responses. Integrating an FEA program into various other software platforms in an efficient and simple way is crucial for the development and performance of the entire coupling system. The lack of simplicity of the existing integration methods makes this integration difficult and therefore entails the motivation of this study. In this paper, a novel practical technique, namely CS technique, is presented for integrating a general FEA software framework OpenSees into other software platforms, e.g., Matlab-$Simulink^{(R)}$ and a soil-structure interaction (SSI) system. The advantage of this integration technique is that it is efficient and relatively easy to implement. Instead of OpenSees, a cheap client handling TCL is integrated into the other software. The integration is achieved by extending the concept of internet based client-server concept, taking advantage of the parameterization framework of OpenSees, and using a command-driven scripting language called tool command language (TCL) on which the OpenSees' interface is based. There is no need for any programming inside OpenSees. The presented CS technique proves as an excellent solution for the coupling problems mentioned above (for both linear and nonlinear problems). Application examples are provided to validate the integration method and illustrate the various uses of the method in the civil engineering.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.267-275
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• 2009

Max-Plus 대수란, 선형 대수(linear algebra)에서의 더하기(addition) 연산과 곱하기(multiplication)연산을 최대값(maximization), 더하기(addition)로 각각 대체한 비선형 시스템을 말한다. Max-Plus 대수는 전통적인 의미의 선형 대수에서 다뤄지는 고유값(eigenvalue), 고유벡터(eigenvector), 안전성(stability) 등의 개념이 Max-Plus 대수에서도 그대로 적용되고, 그것의 의미 또한 실제 시스템의 다양한 해석을 가능케 하고 있어, 최대값 연산과 더하기 연산으로 이루어진 이산 사건 시스템(discrete event system)을 분석할 수 있는 유용한 도구가 된다. 이러한 이산 사건 시스템의 대표적인 예가 바로 환승을 고려한 열차 스케줄이다. 현재 수도권에는 1호선${\sim}$8호선, 인천 1호선, 분당선, 중앙선 등 11개 노선의 도시 철도가 운영되고 있다. 각 노선들은 서울 Metro, 서울도시철도공사, KORAIL 등 서로 다른 운영사에 의해 운영되고 있어서 각 노선의 스케줄 또한 노선간의 환승을 고려하지 않은 채 독립적으로 작성되고 있는 실정이다. 이러한 독립적인 열차 스케줄은 승객들의 긴 환승시간으로 이어진다. 본 연구에서는 Max-flus대수 방법론에 대한 자세한 설명을 기초로 1호선과 2호선, 4호선의 주요 환승역인 사당역과 신도림역, 시청역, 동대문역을 중심으로 Max-Plus 대수 방법론의 적용 가능성을 검토해 보았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.13-22
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• 2004

연성 계수는 반응수정계수(R)의 핵심구성요소로서 내진설계에서 중요한 역할을 하는 계수이다. 본 연구에서의 연성계수()는 단자유도 구조물의 연성계수()에 다자유도 보정계수()를 곱하여 평가하였다. 단자유도 시스템의 연성계수는 지진하중을 받는 단자유도 구조물의 변위 연성요구도와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 다자유도 시스템의 영향을 고려하기 위한 다자유도 보정계수()는 기존의 연구에 근거하여 제시하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수, 골조시스템(외곽골조, 분배골조), 붕괴 메카니즘(강-기둥 약-보, 약-기둥 강-보), 토질조건 및 지진구역을 변수로 하여 총 108개의 예제 구조물을 설계하였다. 구조물의 층수, 붕괴 메카니즘 및 토질조건은 연성계수에 큰 영향을 미치는 반면, 골조 시스템 및 지진구역은 연성계수에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권6호
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• pp.264-273
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• 2006

In this paper, we propose a new architecture of Self-Organizing Fuzzy Polynomial Neural Networks (SOFPNN) by means of consecutive optimization and also discuss its comprehensive design methodology involving mechanisms of genetic optimization. The network is based on a structurally as well as parametrically optimized fuzzy polynomial neurons (FPNs) conducted with the aid of information granulation and genetic algorithms. In structurally identification of FPN, the design procedure applied in the construction of each layer of a SOFPNN deals with its structural optimization involving the selection of preferred nodes (or FPNs) with specific local characteristics and addresses specific aspects of parametric optimization. In addition, the fuzzy rules used in the networks exploit the notion of information granules defined over system's variables and formed through the process of information granulation. That is, we determine the initial location (apexes) of membership functions and initial values of polynomial function being used in the premised and consequence part of the fuzzy rules respectively. This granulation is realized with the aid of the hard c-menas clustering method (HCM). For the parametric identification, we obtained the effective model that the axes of MFs are identified by GA to reflect characteristic of given data. Especially, the genetically dynamic search method is introduced in the identification of parameter. It helps lead to rapidly optimal convergence over a limited region or a boundary condition. To evaluate the performance of the proposed model, the model is experimented with using two time series data(gas furnace process, nonlinear system data, and NOx process data).