This study investigates the vibration characteristics of an aluminum subframe for small and high-speed vessels through modal and resonance analysis using the finite element method (FEM). Due to the low stiffness and damping of aluminum, concerns arise over structural resonance and fatigue. A 3D model based on actual design drawings was analyzed to extract six natural frequencies and corresponding mode shapes. Significant deformation was observed in the first and second modes (90.65 Hz, 110.60 Hz), which may overlap with operational frequencies. The fifth mode (263.70 Hz) showed high amplitude with Y-axis concentration, indicating lateral resonance vulnerability. Deformation ratios were used to identify dominant vibrational directions. Based on the findings, design strategies such as structural reinforcement, RPM adjustment, and damping device application were proposed to improve vibration safety in the early design stage.

본 연구에서는 구조물의 응답 데이터를 기반으로 고유진동수, 감쇠비 등 동특성과 풍하중 모델의 파라미터를 동시에 추정할 수 있는 스펙트럼 백색화 기반 식별 기법을 제안하고, 이를 실제 40층 고층 구조물에 적용하여 실용성과 정확도를 평가하였다. 기존 연 구에서는 본 기법을 수치 시뮬레이션 및 풍동 실험에 적용하여 그 타당성을 입증한 바 있으나, 실계측 응답 데이터를 활용한 실구조물 적용에 대해서는 검증이 이루어지지 않았다. 본 연구는 이를 확장하여, 장기간 계측된 고층 건축물의 진동 응답을 분석하고, 각 주요 모드에 대해 백색화 처리를 수행함으로써 구조물 전달함수 및 풍하중 전달함수의 파라미터를 최적화 기반으로 동시 추정하였다. 특히 백색 잡음의 누적 파워 스펙트럼 길이를 목적함수로 설정함으로써, 기존 커브 피팅 기반 기법 대비 감쇠비 추정의 정확도와 안정성을 향상시켰다. 분석 결과는 전통적인 모달 식별 기법(예: SSI)과의 비교를 통해 제안 기법의 유효성을 입증하였으며, 풍하중 모델 파라미 터까지 포함하는 통합적 구조 해석 프레임워크로서의 가능성을 제시하였다. 본 연구는 향후 구조물의 풍응답 예측, 하중 생성 모델 구 축, 구조 건전도모니터링(SHM) 및 디지털 트윈 기반 해석 등 다양한 실무 응용에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

구조물에 작용하는 바람하중을 정량적으로 예측하는 것을 거의 불가능하다. 그러나 그 하중이 백색잡음으로부터 재생될 수 있다는 가정은 동적해석을 위한 수치시뮬레이션에 매우 유용할 뿐만 아니라 역해석과정에서 바람하중에 대한 유일 해를 추정할 수 있 는 가능성을 높일 수 있는 추가적인 구속조건을 제공한다는 측면에서 매우 유리하다. 그러한 가정에 의하여, 구조물 응답에 영향을 미 치는 동적특성과 하중특성(하중모델)을 차례로 제거하고 나면 순수한 백색잡음만 남게 되므로 이러한 백색화과정을 통하여 구조물의 동적 특성과 하중특성을 동시에 추정할 수 있는 방안을 모색할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 스펙트럼 백색화과정을 통하여 구조물 의 모달 파라미터와 모달하중(하중모델을 구성하는 파라미터)을 동시에 추정하는 새로운 역해석 기법을 제안한다. 백색화과정을 모달 응답에 적용하여 모달 파라미터과 하중모델 파라미터를 구하는 과정을 유도하였으며, 제안된 동시 추정기법을 단자유도 모형, 공탄성 모델에 대한 풍동실험에 적용하여 모달파라미터 특히 감쇠비추정의 신뢰성을 검증하였으며, 그 결과 신뢰도가 높은 모달 파라미터, 하 중모델 파라미터 추정이 가능함을 알 수 있었다.

공력천칭기법 또는 풍압적분법에서 얻은 공력모멘트의 파워스펙트럼밀도는 종종 톱니 형상을 나타내며 의도 하지 않은 잡음원의 영향을 받을 수 있다. 이런 잡음은 고층건물의 실제 동적풍응답을 왜곡하여 부정확한 평가를 초래 할 수 있다. 따라서 고층건물의 바람으로 인한 응답을 정확하게 예측하기 위한 동적해석을 수행하기 전에 잡음을 걸러 내고 모달풍하중 스펙트럼을 평활화하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 잡음 및 스펙트럼 자료의 변동성을 최소화하 여 모달풍하중 스펙트럼의 정확성과 신뢰성을 높이기 위해 SSA(Singular Spectrum Analysis)를 활용한다. 모달풍하중 스펙트럼에 특화되고 수정된 SSA을 간략히 서술하고 쌍둥이 고층건물에 대해 구현해 보았다. 결과는 SSA가 효과적으 로 잡음을 줄이고 평활성을 향상하여 더 정밀하고 일관된 모달풍하중 스펙트럼을 활용할 수 있다. 이 방법은 다양한 풍 공학 분야에서 실험 및 해석의 성능을 향상하는데 유용할 것으로 판단된다.

산업과 기술의 발전으로 인해 수계로의 화학물질 배출이 증가하고, 이로 인해 환경오염과 인체 건강에 부정적인 영향을 미치 는 위험이 더욱 증가하였다. 따라서, 수질을 종합적으로 평가할 수 있는 생태독성평가의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 렌즈프 리 그림자 이미징 기술을 활용한 Cellytics 플랫폼을 소개하며, 화학물질에 의한 로티퍼(Brachionus plicatilis)와 미세조류(Dunaliella tertiolecta) 의 생물학적 변화를 신속하게 측정하고 독성을 분석하는 기법을 제안한다. 이를 위해 로티퍼와 미세조류를 톨루엔에 각각 1분과 5분 동 안 노출한 뒤, Cellytics를 이용하여 로티퍼의 이동성과 미세조류의 형태 변화를 측정하여 독성을 평가하였다. 로티퍼의 이동성과 미세조류 의 형태변화는 모두 110.4 mg/L의 농도에서 대조군과 유의미한 차이를 나타내며(p<0.05), 이는 로티퍼의 생존율로 분석한 톨루엔의 LC50(552 mg/L)보다 낮은 농도였다. 본 연구에 따르면, 로티퍼와 미세조류를 전통적인 방식으로 최소 수 일 간 배양하여 얻을 수 있는 생 태독성평가 결과를 매우 짧은 시간(5분 이내)에 분석하고, 두 생물의 독성평가 결과를 신속하게 제공하여 현장에서 활용 가능한 신뢰성 높은 정보를 제공할 수 있음을 보여준다. 이는 독성평가를 이용하는 다양한 연구의 활용에 기여할 수 있으며, 환경보호 및 인체 건강 관 련 정책 수립에 도움이 될 것으로 기대된다.

외부하중을 받는 구조물로부터 계측된 신호의 파워 스펙트럴 밀도함수는 모달 파라미터(고유진동수, 감쇠비)에 대한 상당량 의 정보를 함축하고 있다. 시스템 식별기술은 이러한 신호나 해당 스펙트럼으로부터 모달 파라미터를 추출하는 기법이라고 볼 수 있 다. 파라미터를 추출하는 또 다른 기법으로는 샘플링(신호)을 이용하여한 확률분포의 모수(평균, 분산)를 추정하는 기법이다. 본 연구 에서는 파워 스펙트럼 밀도함수를 확률분포로 치환함으로써 기존 확률통계분야에서 모수를 추출하는 기법(최대우도법)에 의해 모달 파라미터를 추정하는 기법을 제안한다. 모드형상을 추정하는 기법을 개발하고 모드형상에 의해 분해된 모드응답으로부터 고유진동수, 고유감쇠비를 순차적으로 산정하는 기법을 제시한다. 더 나아가, 외부하중이 스펙트럼 해석모델로 치환 가능한 경우에는 이 하중모델 은 통합하여 모델 파라미터까지 산정하는 기법으로 확대한다. 본 연구에서 제시된 기법을 검증하기 위한 수치해석과 실구조물의 응답 에 대한 적용이 이루어졌으며, 검증결과 제안된 모드식별체계가 안정적이며, 신뢰도가 높은 모달파라미터 추정이 가능함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 다자유도 시스템의 모달응답으로부터 모달특성과 동시에 외부하중을 추정하는 진동수 영역 기법을 제시한다. 가정된 모달특성에 기반하여 추정된 하중모델을 이론적으로 정립하고 이를 추정하중과 비교하여 모달특성과 하중모델 파라미터를 동 시에 식별하는 기법이다. 하중의 스펙트럼의 형상을 고려하여 모달특성을 추정한다는 점에서 외부하중을 백색잡음으로 가정하여 모달 특성을 추정하는 기존 모달식별법과 차별성을 가진다. 본 연구에서 제안된 동시추정기법의 검증을 위하여 단자유도 해석모델 응답에 적용되었다. 검증결과, 본 기법은 모달 파라미터 추정의 신뢰성이 높으며, 응답에 포함된 노이즈에 대한 면역성을 가지는 것으로 나타 났다. 하중 모델 차수에 대한 강인성을 가지며, 모델 파라미터를 안정적으로 산정할 수 있음을 알 수 있다. 향후 또한 본 기법은 와류 하중, 버핏팅하중과 같은 다양한 하중 조건에서 적용할 필요가 있다.

The styling of automobile wheels and their effect on vehicle appearance has increased in importance in recent years. The wheel designer has been given the task of insuring that a wheel design meets its engineering objectives without affecting the styling theme. The wheel and tire system is considered as a vehicle component whose dynamic modal information of the tire/wheel system are employed in the modal synthesis model of the vehicle. The Modal characteristics of a Automobile wheel play an important role to judge a ride comfortability and quality for a Automobile. In this paper, the modal characteristics of a Al-alloy and steel wheel for Automobile are studied. Natural frequency, damping and mode shape are determined experimentally by frequency response function method. Results show that wheel material property, size and design are parameter for shift of natural frequency and damping.

조동사 ‘會’의 ‘가능성’ 의미는 많은 학자들에 의해 연구되어 왔지만, 이 ‘가능성 會’ 의 핵심 의미가 무엇인지에 대해서는 논의가 적은 편이었다. 본고는 ‘가능성 會’의 핵심 의미를 밝히고, 이를 통해 ‘가능성 會’의 다양한 의미에 접근해보고자 했다. ‘가 능성 會’는 흔히 ‘미래’와 관련지어 논의되어 왔다. ‘미래’의 중요 기능은 ‘의도’와 ‘예 측’이며, ‘예측’은 통제할 수 없는 상황을 나타내는데 쓰인다. ‘會’도 ‘예측’을 나타내며 통제할 수 없는 상황에 쓰이므로 ‘예측 기반 미래’를 나타낸다고 볼 수 있다. ‘가능성 會’가 ‘예측 기반 미래’의 의미 특징을 보이는 것은 ‘가능성 會’의 핵심 의미 때문이 다. ‘가능성 會’의 핵심 의미는 ‘어떤 조건에 따라 어떤 결과가 자연스럽게 발생함’으 로 볼 수 있다. ‘가능성 會’의 의미들은 ‘예측’의 의미가 내포되는지 여부로 나눌 수 있는데, ‘예측’ 의미는 ‘會’의 의미 해석에서 화자가 자신의 시점을 ‘조건’ 부분에 둘 때만 나타난다.

구조 건전도 모니터링 시스템과 응답기반모드해석 기법의 발전과 함께 토목구조물의 고유진동수나 감쇠비, 모드형상과 같은 동특성의 변화를 통해 구조물의 상태를 평가하거나 손상도를 추정하는 연구가 지속적으로 수행되었다. 그러나 온도나 풍속, 진폭 같은 환경 및 거동조건에 따른 동특성의 변동성으로 인해 구조물의 손상이나 상태 변화에 의한 영향만을 파악하는 데 한계점이 있다. 본 연구에서는 복잡한 공기역학적 특성을 보이는 장대교량의 동특성과 환경 및 거동조건 사이의 상관성을 분석하기 위한 다중선형회귀분석 기반의 예측모델을 제안하였다. 응답기반모드해석 기법을 적용하여 3달간의 계측데이터로부터 대상 구조물의 고유진동수와 감쇠 비를 추정하고 온도나 풍속, 구조물의 진폭 등 환경 및 거동조건과의 다중선형회귀분석을 통해 각 요인의 변화가 동특성의 변동성에 미치는 영향을 정량화하였다. 또한, 랜덤 추출한 80%의 데이터를 토대로 다변수 회귀모델을 구축하고 나머지 20% 데이터의 환경 및 거동조건으로부터 예측한 값과 실제 추정치를 비교함으로써 제안한 모델의 예측 성능을 검증하였다. 마지막으로 단계적 회귀분석을 통해 기여도가 높은 독립변수를 파악하고 예측 성능을 개선하였다.

본 논문에서는 자유도 기반 축소법과 부구조 기법을 적용한 반복 구조물의 효율적인 해석 기법을 소개한다. 기본 구조 반복된다는 특이성을 이용해 계산 방식을 개선하였다. 기본 구조를 하나의 부구조로 가정하고 IRS 기법을 통해 행렬을 축소하였고 부구조들의 결 합 위치에 따라 축소된 행렬을 배치하여 계산하였다. 이 과정에서 행렬의 크기가 크게 줄어들어 계산 시간이 감소하고 그와 동시에 해석에 필요한 메모리의 용량이 줄어든다. 행렬 축소에 Guyan 축소법이 아닌 IRS기법을 사용하였기 때문에 추가적인 반복 계산 작업없 이도 정확도가 유지된다. 개선된 방식은 수치 예제인 십자가 모양의 기본 구조를 통해 검증되었다.

이 논문에서는 공용중인 구조물의 상시 계측 자료를 사용한 온라인 유한요소 모델 업데이트 방법을 제안한다. 일반적인 최적화 방법에 기반한 기존의 방법은 최적해를 찾기까지 반복적으로 고유치 해석을 수행해야 하므로 상시 업데이트에 사용하기에는 효과적이지 못하다. 제안하는 방법은 별도의 오프라인 작업이나 사용자의 개입이 없이 자동화된 과정으로 계측과 동시에 온라인 유한요소모델 업데이트를 수행할 수 있는 새로운 방법이다. 자동화된 Cov-SSI 알고리즘을 통해 구조물의 진동 계측 신호로부터 고유진동수 및 모드 형상을 식별하고, 이를 다시 역 고유치 신경망에 입력하여 최종적으로 업데이트된 유한요소 모델의 파라미터를 추정한다. 풍하중을 받는 20층 전단 빌딩 구조 모형에 대한 수치예제를 통해 제시한 방법이 자동으로 연속적인 유한요소모델 업데이트를 할 수 있었음을 확인하였다. 또한, 계측 도중 구조물의 특성이 변화하는 시나리오에 대한 예제에서 구조물의 변화가 일어나는 시점과 변화 후 변동된 구조 모델 파라미터 값을 성공적으로 추정할 수 있음을 확인하였다.

본 논문은 모노파일 풍력 지지구조물에 대한 공진 안전성 평가에서 여러 말뚝-구조물 상호작용(PSI) 모델을 사용하여 고유진동수를 비교하였다. PSI 재현을 위한 유한요소모델은 기저 스프링 모델, 분산 스프링 모델, 3차원 고체-쉘 모델을 사용하였다. PSI 모델이 고유주파수에 미치는 영향을 분석하기 위해 기저 스프링과 분산 스프링 모델 적용을 위한 강성행렬 산정법과 Winkler 보 모델을 각각 논문에 나타내고 이들 모델로부터 도출된 서로 다른 기하 및 지반조건을 갖는 모노파일의 고유진동수를 조사하였다. 해석 결과는 또한 3차원 고체-쉘 모델의 고유진동수와도 비교되었다. 해석결과는 소구경 모노파일이 견고한 지반 및 암반에 관입된 경우 각 해석모델로부터 얻어진 고유진동수의 차이가 거의 없음을 보여준다. 반면 연약 지반에 설치된 대구경 모노파일에 대해 분산 스프링 모델은 고유진동수를 과대평가할 수 있다. 따라서 고유진동수 평가 시 구조물 규모와 지반 조건을 고려해 적합한 PSI모델이 적용되어야 한다.

본 연구에서는 국내에 새롭게 도입하고자 하는 인터모달 자동화물운송 시스템을 구현하기 위한 터미널 플랫폼 시설의 온도하중에 따른 적정 신축이음 간격을 살펴보았다. 터미널 플랫폼의 적정 신축이음 간격 검토는 미국 F.C.C.(federal construction council)에서 제안한 식을 이용하여 지역별 온도변화에 따른 최대 신축이음 간격을 설정하고, 구조해석 프로그램을 통해서 산출된 최대 변위값과 건축구조 수평변위 제한값을 비교하였다. 적정 신축이음 간격은 온도변화로 인한 구조물 최대 변위량이 수평변위 제한값 이하가 되는 슬래브 길이로 선정하였으며, F.C.C 제안식을 통하여 산정한 지역별 최대 신축 이음 간격을 적용하여 구조물 최대 발생 변위를 살펴본 결과, 건축구조 수평변위 제한값 이내에서 발생될 수 있는 최대변위 값을 확인할 수 있었다.

공력감쇠는 와류에 의한 풍직각방향의 응답을 평가하는데 매우 유용한 인자로 인식되어 왔다. 그러나 기존의 공력감쇠 산정 방식은 구조물 응답에 기반한 시스템 식별기술을 적용하는 것으로 와류하중속에 포함되어 있는 공력감쇠의 역할과 특성을 파악하는 데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 하중식별기술을 적용하여 와류하중을 직접적으로 구함으로써 와류하중을 구성하는 요소와 유발요인을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 대기 경계층에서 원형 실린더 모델에 대한 공탄성 실험을 수행하여 풍직각방향 와류하중 을 추정하였으며 그로부터 공력감쇠의 특성을 분석하였다. 분석결과, 와류하중은 구조물 모달속도가 공력감쇠에 의해 풍하중으로 전 환되는 모달속도하중과 변동풍속에 의해 형성되는 순수 와류하중으로 구성되는 것으로 나타났다. 공력감쇠는 최상층 평균풍속에 의한 와류방출진동수가 구조물의 고유진동수에 근접하면서 부감쇠를 가지며 그 결과 총 감쇠가 작아져 응답증폭현상을 유발하는 것으로 파악되었다. 본 연구결과에 기초하면, 난류상태에서 와류하중 특성이 반영된 와류하중모델 구축이 가능할 것으로 사료되며, 구조물 풍직 각방향 진동을 보다 효과적으로 파악하는데 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

PURPOSES: The purpose of this study is to examine public transport service indexes to deal with traffic congestion problems that occur in old industrial complexes during peak hours in an attempt to shift personal car-oriented transportation to public transit-oriented transportation. METHODS : We developed several models to evaluate the effect of public transport service indexes on worke’s mode choice using two primary parameters: overall bus service frequency in old industrial complexes and accessibility to bus stops. Ten old industrial complexes were selected to conduct the survey of workers’commuting patterns. From the survey, personal and travel time attributes were collected and used to estimate a binary logistic model with public transport service parameters. RESULTS : As a result, the mode choice model including the overall bus service frequency variable, better explains than other models indicating providing more frequent bus services to workers in the old industrial complexes can attract them to shift their travel mode to bus transit from personal car. Results can be applied to corresponding city’s bus transit service policy decisions. CONCLUSIONS: In this study, it was possible to estimate the variation of mode choice ratio according to the change of the public transport index, and the mode choice variation by each individual industrial complex can be expected to examine in the further study.