SI기법에 의한 구조물 손상진단

신수봉(Shin Soo-bong),권순정(Kwon Soon-Jung),조재용(Cho Jae-Yong) 한국구조물진단유지관리학회 2003 한국구조물진단학회 학술발표회논문집 Vol.- No.-

Concept of SI(system identification) is explained as an inverse problem. SI methods are classified by model-based and non-model-based algorithms. Depending on the type of measured response, static, frequency-domain, and time-domain SI methods are introduced. Issues related to each algorithm are discussed and their advantages are compared. The applications of SI methods for structural damage assessment are briefly reviewed through simulation studies.

탄성 튜브가 연결된 펌핑 챔버를 이용한 무밸브 펌프의 수치해석

신수재(Soo Jai Shin),장정봉(Cheong Bong Chang),성형진(Hyung Jin Sung) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集B Vol.37 No.2

탄성튜브가 연결된 펌핑 챔버를 이용한 무밸브 펌프를 가상경계방법을 이용하여 수치적으로 연구하였다. 탄성 튜브와 펌핑 챔버 사이의 상호작용으로 인하여 무밸브 펌프 내의 유동이 생성되었으며, 탄성튜브의 스트레칭 계수, 벤딩 계수, 종횡비가 무밸브 펌프의 전체 유량에 미치는 영향을 살펴보았다. 펌프의 메커니즘을 이해하고자, 시간에 따른 탄성 튜브의 움직임과 그에 따른 유동 속도의 변화를 자세히 살펴보았으며, 탄성 튜브의 직경 크기와 펌프의 평균 유량 사이의 관계를 분석하였다. A valveless pump consisting of a pumping chamber with an elastic tube was simulated using an immersed boundary method. The interaction between the motion of the elastic tube and the pumping chamber generated a net flow toward the outlet through a full cycle of the pump. The net flow rate of the valveless pump was examined by varying the stretching coefficient, bending coefficient, and aspect ratio of the elastic tube. Photographs of the fluid velocity vectors and the wave motions of the elastic tube were examined over one cycle of the pump to gain a better understanding of the mechanism underlying the valveless pump. The relationship between the gap in the elastic tube and the average flow rate of the pump was analyzed.

정적실험 자료를 이용한 구조물 손상의 진단

신수봉(Soo Bong Shin) 한국강구조학회 1995 韓國鋼構造學會誌 Vol.7 No.3

An algorithm for diagnosing structural systems for damage from static response is developed based on a system identification method with an adaptive parameter grouping scheme. The developed algorithm can be used as a diagnostic technique to aid in decisions of repair and rehabilitation of existing structures. Damage is characterized by a reduction in a constitutive property of a parameterized finite element model between two time separated inferences. A data perturbation scheme is proposed both for the baseline structure to establish the damage threshold above which damage can be confidently discerned from noise and for the damaged structure to compute the damage indices. To examine and illustrate the developed algorithm, a numerical simulation study on a planar truss structure is performed.

컴포넌트 모델을 이용한 인터넷 기반 구조해석 플랫폼 개발

신수봉,박헌성,Shin Soo-Bong,Park Hun-Sung 한국전산구조공학회 2006 한국전산구조공학회논문집 Vol.19 No.2

본 연구에서는 효과적인 인터넷 기반 구조해석 플랫폼을 개발하기 위하여 컴포넌트 모델을 제시하였다. 구조해석의 특성상 복잡한 알고리즘을 수행해야 하므로 다수 사용자에 대한 원활한 서비스를 위해 서버 연산 보다는 X-Internet을 이용한 클라이언트 연산을 실시하였다. 기존 상용 해석프로그램들의 사용자 편의적인 인터페이스에 부합되도록 Smart Client를 이용하여 윈도우 기반 인터페이스를 구축하였으며, 개발된 플랫폼의 재사용 및 확장성을 고려하여 컴포넌트 기반 프로그래밍을 함으로써 수정 및 변화에 능동적인 대처가 가능하게 하였다. 컴포넌트는 분할-단순화의 기법을 적용하여 전체 시스템을 표현하였고, 상위 컴포넌트와 하위 컴포넌트, 컴포넌트와 객체간의 관계에는 공통 인터페이스를 사용함으로써 라이브러리간의 연결을 명확히 구분하였다. 설계검토를 XML WebService를 사용하여 이기종 플렛폼과의 데이터 통신을 실시함으로써 차후의 통합 CAE에서의 데이터 교환의 기틀을 제시하였다. 2차원 트러스 구조물의 정적해석 및 설계검토를 수행하여 개발한 플랫폼의 효율성을 검증하였다. The study proposes component models in developing an efficient platform for internet-based structural analysis. Since a structural analysis requires an operation of complicated algorithms, a client-side computation using X-Internet is preferred to a server-side computation to provide a flexible service for multi-users. To compete with the user-friendly interfaces of available commercial analysis programs, a window-based interface using Smart Client was applied. Also, component-based programming was performed with the considerations on reusability and expandability so that active Preparation for future change or modification could be feasible. The components describe the whole system by subdivision and simplification. In the relationship between upper-and lower-level components and also in the relationship between components and objects, a unified interface was used to clearly classify the connection between the libraries. By performing data communication between different types of platforms using XML WebService, a conner-stone of data transfer is proposed for the future integrated CAE. The efficiency of the developed platform has been examined through a sample structural analysis and design on planar truss structures.

구조분야 국제표준화 활동 현황 및 활성화 방안

신수봉(Soo bong Shin),오상근(Sangkeun Oh) 대한토목학회 2012 대한토목학회지 Vol.60 No.1

정적 변형률 데이터를 사용한 CNN 딥러닝 기반 PSC 교량 손상위치 추정

한만석,신수봉,안효준,Han, Man-Seok,Shin, Soo-Bong,An, Hyo-Joon 한국BIM학회 2020 KIBIM Magazine Vol.10 No.2

As the number of aging bridges increases, more studies are being conducted on developing effective and reliable methods for the assessment and maintenance of bridges. With the advancement in new sensing systems and data learning techniques through AI technology, there is growing interests in how to evaluate bridges using these advanced techniques. This paper presents a CNN(Convolution Neural Network) deep learning based technique for evaluating the damage existence and for estimating the damage location in PSC bridges using static strain data. Simulation studies were conducted to investigate the proposed method with error analysis. Damage was simulated as the reduction in the stiffness of a finite element. A data learning model was constructed by applying the CNN technique as a type of deep learning. The damage status and its location were estimated using data set built through simulation. It was assumed that the strain gauges were installed in a regular interval under the PSC bridge girders. In order to increase the accuracy in evaluating damage, the squared error between the intact and measured strains are computed and applied for training the data model. Considering the damage occurring near the supports, the results of error analysis were compared according to whether strain data near the supports were included.

동적하중(動的荷重)을 받는 콘크리트의 역학적(力學的) 거동(擧動)에 관한 이론(理論) 및 실험연구(實驗硏究)

오병환,강영진,신수봉,Oh, Byung Hwan,Kang, Young Jin,Shin, Soo Bong 대한토목학회 1989 대한토목학회논문집 Vol.9 No.2

본(本) 논문(論文)에서는 동적하중(動的荷重)을 받는 콘크리트의 역학적(力學的) 거동(擧動)을 규명하기 위하여 일련의 실험 및 이론연구를 수행하였다. 실험연구(實驗硏究)에서는 하중(荷重)의 변형속도(變形速度)를 변화시켜 가며 역학적(力學的) 특성(特性)의 변화와 응력(應力)-변형(變形)관계를 조사분석하였다. 콘크리트의 이러한 동적거동(動的擧動)을 모델하기 위하여 본(本) 논문(論文)에서는 점소성이론에 근거를 둔 새로운 이론을 유도하였다. 본 논문에서 유도된 구성방정식( 構成方程式)은 변형속도(變形速度)와 응력완화함수의 함수로 표시(表示)된다. 본(本) 이론(理論)을 본(本) 연구(硏究)의 실험자료(實驗資料)와 비교(比較)한 결과(結果) 본(本) 이론(理論)이 실험결과를 비교적 잘 서술하는 것으로 나타났다. 본(本) 연구결과(硏究結果) 변형속도(變形速度)가 증가함에 따라 콘크리트의 강도(强度)가 증가하며, 동적강도(動的强度)의 증가율이 압축하중보다 인장하중에서 더욱 큰 것으로 밝혀졌다. 본(本) 연구(硏究)의 실험결과 및 이론모델은 콘크리트구조물(構趙物)의 동적거동(動的擧動) 규명에 유용한 기초를 제공할 것으로 사료된다. An experimental and theoretical investigation was conducted in the present study to explore the mechanical behavior of concrete under dynamic loads. The stress-strain behavior and mechanical characteristics of concrete under various strain-rates were studied from several series of experiments. A new constitutive theory was derived on the basis of viscoplasticity to model the dynamic behavior of concrete. The theory is verified by the present test results as well as other previous test data. It is found from the present study that the strength of concrete is greatly increased with the increase of strain rate and that the rate of strength increase is greater in tension than in compression. The present theory as well as present test results will provide very useful basis to explore the dynamic behavior of concrete structures.

의사정적재하시험 응답보정계수에 의한 교량 해석모델 보정의 타당성 분석

한만석 ( Man-seok Han ),신수봉 ( Soo-bong Shin ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.6

현재 공용중인 교량에 대한 재하시험으로 계측한 응답과 초기해석모델의 해석 응답을 비교하여 응답보정계수를 계산하고, 이 모델을 사용하여 내하율과 내하력을 평가하는 방법을 적용하고 있다. 그러나 이러한 응답보정계수는 계측 위치와 하중 조건에 따라 변동하는 값을 준다. 특히 초기해석모델이 교량의 거동에 합당하지 않은 경우, 그 변동 폭이 크며 보정된 모델에 의한 해석 응답이 계측된 응답과 동떨어진 결과를 줄 수 있다. 본 연구에서는 저속으로 주행하는 차량의 다양한 하중 조건에서 동적 성분을 제거한 정적 응답을 얻기 위해 의사정적재하시험법을 적용하였다. 두 개의 유사한 PSC-I 거더교에서 정적 응답을 계측하고, 두 교량 각각에 대한 변위와 변형률에 대한 응답보정계수를 계산하였다. 초기해석모델이 제대로 설정되어 있지 않다면, 평균적으로 구한 응답보정계수로 보정한 모델의 해석 응답이 계측 응답과 오차범위 내에 들어오는지 않음을 확인하였다. Currently, the response correction factor is calculated by comparing the response measured by the load test on a bridge with the response analyzed in the initial analytical model. Then the load rating and the load carrying capacity are evaluated. However, the response correction factor gives a value that fluctuates depending on the measurement location and load condition. In particular, when the initial analytical model is not suitable for representing the behavior of a bridge, the range of variation is large and the analysis response by the calibrated model may give a result that is different from the measured response. In this study, a pseudo-static load test was applied to obtain static response with dynamic components removed under various load conditions of a vehicle moving at a low speed. Static response was measured on two similar PSC-I girder bridges, and the response correction factors for displacement and strain were calculated for each of the two bridges. When the initial analysis model was not properly set up, it is verified that the response of the analytical model corrected by the average response correction factor does not fall within the margin of error with the measured response.

재료저항계수와 부재저항계수를 적용한 콘크리트 성능설계의 신뢰도기반 계수보정

백인열(Paik, In Yeol),신수봉(Shin, Soo Bong),방대재(Bang, Dae Jae) 한국콘크리트학회 2008 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2008 No.5

신뢰도기반 설계기준의 저항계수 체계에 따른 계수보정에 관한 연구

김우(Kim, Woo),신수봉(Shin, Soo Bong),백인열(Paik, In Yeol),상희정(Sang, Hee Jung) 한국콘크리트학회 2007 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.5