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이강수,하윤진,남보우,김경환,홍사영,Lee, Kangsu,Ha, Yoon-Jin,Nam, Bo Woo,Kim, Kyong-Hwan,Hong, Sa Young 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.5
본 연구에서는 2D 조파수조를 통해 수행된 모형시험결과를 기반으로 원형실린더에 분포하는 파랑충격압력을 시간에 따라 계측하고 이를 CFD해석 결과와 비교하였다. 전산유체역학 해석을 통해 파랑충격력에 직접평가법에 관한 효용성을 확인할 수 있었고, 실험으로부터 구한 파랑충격 시계열 데이터를 그대로 원형단면을 갖는 실제 해양구조물의 부재에 적용하였다. 실린더에 분포하는 변위 및 응력의 특성과 특이점이 바뀌는 것을 확인하였고 실제 시계열을 적용하는 것이 해양구조물의 강도평가를 보다 정확하게 평가할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 선수부에 요구되는 외판의 최소선급규정에 따른 두께 경험식들을 분석하여 적용하고자 하였다. 동일한 재료 물성치를 갖는 강재에 관해 선수외판에 요구되는 구조물의 최소두께와 원형단면 부재에 요구되는 최소두께를 비교·분석하였고 이를 통해 NORSOK standard에 제시되어 있는 구조물의 손상기준을 활용하여 허용 두께치를 추정하고자 하였다. 특히 해양구조물의 갑판충격력(wave in deck)의 경우 이와 관련된 경험식이나 최소두께 요구사항들이 정립되어 있지 않기 때문에 본 연구를 통해 파랑충격력에 따라 요구되는 판재의 최소두께를 제안하고자 하였다. The wave-impact load on offshore structures can be divided into green-water and wave-slamming impact loads. These wave impact loads are known to have strong nonlinear characteristics. Although the wave impact loads are dealt with in the current classification rules in the shipping industry, their strong nonlinear characteristics are not considered in detail. Therefore, to investigate these characteristics, wave-impact loads induced by a breaking wave on a circular cylinder were analyzed. A model test was carried out to measure the wave-impact loads due to breaking waves in a two-dimensional (2D) wave tank. To generate a breaking wave, the focusing wave method was applied. A series of 2D tank tests under a horizontal wave impact was carried out to investigate the structural responses of the cylindrical structure, which were obtained from the measured model test data. According to the results, we proposed a structural damage-estimation procedure of an offshore tubular member due to a wave impact load. Furthermore, a recommended wave-impact load is suggested that considers the minimum required thickness of each member. From the experimental results, we found that the required minimum thickness is dependent on the impact pressure located in a three-dimensional space on the surface of a tubular member.
신장률 변화에 따른 초탄성 재료의 비선형 재료모델 비교 연구
이강수(Kangsu Lee),기민석(Minsuk Ki),박병재(Byoungjae Park) 한국해양공학회 2018 韓國海洋工學會誌 Vol.32 No.4
Recently, the application of non-steel materials in ships and offshore plants is increasing because of the development of various nonlinear materials and the improvement of performance. Especially, hyper-elastic materials, which have a nonlinear stress-strain relationship, are used mainly in marine plant structures or ships where impact relaxation, vibration suppression, and elasticity are required, while elasticity must be maintained, even under high strain conditions. In order to simulate and evaluate the behavior of the hyperelastic material, it is very important to select an appropriate material model according to the strain of the material. This study focused on the selection of material models for hyperelastic materials, such as rubber used in the marine and offshore fields. Tension and compression tests and finite element simulations were conducted to compare the accuracy of the nonlinear material models due to variations in the stretch ratio of hyper-elastic material. Material coefficients of nonlinear material models are determined based on the curve fitting of experimental data. The results of this study can be used to improve the reliability of nonlinear material models according to stretch ratio variation.
차원 축소 진동 신호를 이용한 신경망 기반 선박 엔진 고장진단에 관한 연구
심기찬,이강수,변성훈,Sim, Kichan,Lee, Kangsu,Byun, Sung-Hoon 한국음향학회 2022 韓國音響學會誌 Vol.41 No.5
본 연구에서는 진동 신호의 차원 감소가 선박 엔진의 고장진단에 미치는 영향을 실험적으로 분석한 결과를 제시한다. 주성분 분석을 이용하여 513차원의 진동 신호를 1 ~ 15차원의 저차원 신호로 변환하여 차원 변화에 따른 고장진단 정확도의 변화를 관찰하였다. 실제 규모의 선박용 발전기 디젤 엔진에서 측정된 진동 신호를 사용하고, integrated gradients와 feature permutation 기법의 두 가지 변수 중요도 분석 알고리즘을 사용하여 차원 축소 신호의 기여도를 정량적으로 평가하였다. 실험 데이터 분석 결과, 사용하는 차원의 수가 증가할수록 결함 진단의 정확도가 향상되는 것으로 나타났다. 차원이 10 이상에 다다르면 거의 모든 고장상태가 정확하게 분류되었으며, 이는 고장진단 정확도를 저하시키지 않으면서도 진동 신호의 차원수를 크게 줄일 수 있음을 보여준다. 변수 중요도 분석에서도 차원 축소 주성분이 기존 통계적 특성보다 더 높은 기여도를 보였으며, 차원 축소된 진동 스펙트럼이 고장진단에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다. This study experimentally investigates the effect of dimensionality reduction of vibration signal on fault diagnosis of a marine engine. By using the principal component analysis, a vibration signal having the dimension of 513 is converted into a low-dimensional signal having the dimension of 1 to 15, and the variation in fault diagnosis accuracy according to the dimensionality change is observed. The vibration signal measured from a full-scale marine generator diesel engine is used, and the contribution of the dimension-reduced signal is quantitatively evaluated using two kinds of variable importance analysis algorithms which are the integrated gradients and the feature permutation methods. As a result of experimental data analysis, the accuracy of the fault diagnosis is shown to improve as the number of dimensions used increases, and when the dimension approaches 10, near-perfect fault classification accuracy is achieved. This shows that the dimension of the vibration signal can be considerably reduced without degrading fault diagnosis accuracy. In the variable importance analysis, the dimension-reduced principal components show higher contribution than the conventional statistical features, which supports the effectiveness of the dimension-reduced signals on fault diagnosis.
이충일(ChungIl Lee),이강수(KangSu Lee),김영선(YoungSun Kim) 한국정보과학회 1995 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
ITU-T에서는 교환 시스템을 위한 사양(specification) 언어는 SDL로, 구현 언어는 CHILL을 표준으로 정하였다. 시스템 개발 단계상 이 두 언어는 시스템 기술의 차이점을 가지고 있어서, SDL에서 CHILL로, CHILL에서 SDL로 완벽하게 변환할 수 없지만 가능한 한 이 차이점을 최소화하는 방법이 고려되어야 한다. 현재 ETRI에서 구현한 SDL의 기능중에 병행성을 표현하는 방법은 “Process Creation”, “Signal Input”, “Signal Output” 기능이 제공되나, CHILL에서 제공하는 “event”, “buffer”를 표현할 수 있는 심볼이 제공되고 있지 않다. 본 논문에서는 SDL에 “event”를 나타내는 심볼을 정의하고, 이를 페트리 네트로 변환하는 방법을 제안하여 SDL을 사용하는 단계에서 병행성을 분석하는 방법을 제안하였다.
메타모델을 이용한 플로트오버 설치 작업용 능동형 갑판지지프레임의 근사설계최적화
이동준,송창용,이강수,Lee, Dong Jun,Song, Chang Yong,Lee, Kangsu 한국산업융합학회 2021 한국산업융합학회 논문집 Vol.24 No.1
In this study, approximate design optimization using various meta-models was performed for the structural design of active type deck support frame. The active type deck support frame was newly developed to facilitate both transportation and installation of 20,000 ton class offshore plant topside. Structural analysis was carried out using the finite element method to evaluate the strength performance of the active type deck support frame in its initial design stage. In the structural analysis, the strength performances were evaluated for various design load conditions that were regulated in ship classification organization. The approximate optimum design problem based on meta-model was formulated such that thickness sizing variables of main structure members were determined by achieving the minimum weight of the active type deck support frame subject to the strength performance constraints. The meta-models used in the approximate design optimization were response surface method, Kriging model, and Chebyshev orthogonal polynomials. The results from approximate design optimization were compared to actual non-approximate design optimization. The Chebyshev orthogonal polynomials among the meta-models used in the approximate design optimization represented the most pertinent optimum design results for the structure design of the active type deck support frame.