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칠산도 저어새(Platalea minor) 서식환경 및 행동권 변화 분석: 유조의 하절기 서식특성을 중심으로
이성경,강정훈,김인규,조해진,오부균,현보라,박성준 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.2
황새목(Ciconiiformes) 저어새과(Threskiornithidae)에 속 하는 저어새(Platalea minor)는 국내에서 1968년 5월 31일 천연기념물 제 205-1호로 지정하여 보호하고 있고 세계자연 보전연맹 적색목록(IUCN Red List)에 멸종위기종(EN)으로 등재되어 있는 국제적인 보호종이다. 현재까지 국내에 알려 진 저어새 번식지는 칠산도, 납대기섬, 석도, 비도, 남동유수 지, 각시암, 수하암, 매도, 서만도, 구지도 등 총 22개이며 칠산도를 제외한 대부분의 번식지가 경기만 일대의 갯벌과 비무장지대에 위치하고 있다. 그 중 영광 칠산도는 천연기념 물 제389호로 지정하여 관리하고 있지만 서식지 축소 및 번 식지의 지속적인 자연훼손으로 번식개체수가 감소하고 있 다. 따라서 본 연구는 영광 칠산도를 대상으로 저어새의 번식 현황과 서식특성을 파악하여 보호관리방안 수립을 위한 기 초 데이터를 제공하는데 목적이 있다. 저어새 번식현황 파악을 위해 영광 칠산도를 대상으로 각 섬을 3월~6월까지 매월 1회씩 총 4회 조사를 실시하였으며, 번식 쌍은 관찰된 둥지의 최대개체수를 기록하였다. 그리고 무인센서카메라(Auto-7310) 총 10대를 육산도에 설치하여 첫 도래시기 및 행동특성을 확인하였다. 행동권 분석을 위해 이소한 저어새 유조 5개체를 대상으로 야생동물위치추적기 (WT-300)를 부착하여, 4시간 간격으로 GPS좌표를 송신하도 록 하였으며 매일 2차례 좌표를 수신 받았다. 본 연구에서는 체중의 2%이하의 야생동물위치추적기(30g 이내)를 부착하 여 저어새가 일상생활을 하는데 무리가 없도록 하였으며, 확 보한 자료는 야생동물위치추적기를 부착한 시점부터 하절기 (8월 31일)까지 한정하여 분석하였고 행동권 변화를 확인하 기 위해 2015년도에 부착한 3개체와 비교하였다. 연구결과, 2017년도 저어새 번식쌍은 총 85쌍으로 확인되 었으며 이는 2015년 93쌍으로 확인된 자료(국립문화재연구 소, 2015)에 비해 일부 감소한 수치이다. 특히 육산도의 개체 수 감소가 비교적 높게 확인되었는데 이는 약 3만마리 이상 의 괭이갈매기의 과도한 번식으로 인해 식생이 점차 사라지 고 토양이 유실되면서 암반이 노출된 상태로 서식지 환경이 열악해 지면서 나타난 현상으로 판단된다. 또한 섬의 면적에 비하여 저어새의 둥지재료로 이용될 만한 식생 및 둥지터가 부족하고, 2015년도에는 도란(盜卵) 및 빈번한 사람의 출입 에 따라 저어새 대부분이 사산도로 이동하여 번식하기 때문 일 것으로 사료된다. 무인센서카메라(Auto-7310)로 확인한 결과 3월 29일 새벽 1시 31분에 저어새 한 개체가 처음으로 포착되어 육산도의 저어새 첫 도래시기는 이 시점이거나 이 시점보다 빨랐을 것으로 예상할 수 있으며, 동일 개체로 추정되는 암·수 1쌍이 4월 2일 하루 총 6회(약 1시간 이하 간격으로 새벽 1시 42분 부터 새벽 5시 33분까지)의 구애활동을 하였고 구애활동의 1회 소요시간은 평균 약 4초였다. 저어새 유조의 번식지 내 행동권은 평균 0.22±0.09㎢(MCP), KDE 50%는 0.02±0.00㎢이었다. 2015년도에 부착한 개체 보다 행동권이 2배 이상 넓어진 것으로 확인되었으며, 번식 섬이 아닌 칠산도의 다른 섬으로 이동하는 빈도도 빈번한 것으로 파악되었다. 번식지를 벗어난 후 행동권은 평균 814.05±1482.89 ㎢(MCP), KDE 50%는 3.91±2.55㎢ 이었다. 2015년 자료에 비해 넓은 양상을 보였으나, 개체별로 차이가 크게 나타났다. MCP분 석의 경우 평균 800㎢이상의 넓은 행동권을 보였으나, 핵심서식 지라고 할 수 있는 KDE 50%에서는 5㎢내외의 행동권을 보였다. 이는 특정지역에 정착하기 전에는 취식지나 휴식지, 잠자리 등의 탐색을 위한 활동의 증가로 넓은 범위를 보이다가 정착한 후에는 일정한 행동범위에서 활동하기 때문에 나타난 결과라 판단된다.
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쿨롱마찰을 갖는 단자유도계의 자유진동응답에 관한 닫힌 해
이성경 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.1
The objective of this study is to propose closed-form solutions to the free vibration response of single-degree-of-freedom (SDOF) systems, as part of fundamental research on dynamic systems with Coulomb friction. The motion of a dynamic system with Coulomb friction is described by a nonlinear differential equation, and, due to the variation in the sign of friction force term with the direction of motion, it is difficult to obtain the closed-form solution. To solve this problem, the nonlinear differential equation is directly computed by numerical integration, or an approximated solution is indirectly obtained using a linear differential equation wherein the damping effect due to Coulomb friction is replaced by an equivalent viscous damping term. However, these conventional methods do not provide a closed-form solution from a mathematical point of view. In this regard, closed-form solutions to the free vibration response of SDOF systems with Coulomb friction are derived herein by considering that the sign of the friction force term is reversed in each half-cycle of motion and by expanding it to the entire time history using the power series function. In addition, for a given initial condition, both the number of free vibration half-cycles and the response at the instant when free vibration motion stops are predicted under the condition that the motion of free vibration is stopped when the amplitude of the friction force is higher than that of the restoring force due to stiffness. 본 연구는 쿨롱마찰을 갖는 동적시스템의 기초적인 연구로써 단자유도계의 자유진동응답에 대한 닫힌 해를 제공하는 것을 목적으로 한다. 쿨롱마찰을 포함하는 동적시스템의 운동방정식은 운동방향에 따른 마찰력의 부호변화로 인하여 비선형 미분방정식의 형태로 표현되기 때문에 닫힌 형태의 해를 얻기가 매우 어려운 특성이 있다. 이를 해결하기 위한 기존의 방법으로는 수치적분법에 의해 비선형 미분방정식을 직접 계산하거나 또는, 쿨롱마찰에 의한 감쇠효과를 등가점성감쇠로 치환한 선형 미분방정식을 이용하여 간접적으로 해를 구하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법들은 수학적인 측면에서 닫힌 해를 제공하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 운동방정식에서 반주기 구간마다 반전되는 마찰력의 부호변화를 고려하고, 이를 멱급수를 이용하여 전 구간으로 확장시킴으로써 쿨롱마찰을 고려한 단자유도계의 자유진동응답에 대해서 수학적으로 닫힌 해를 유도하였다. 또한, 마찰력의 크기가 강성에 의한 복원력의 크기보다 커지는 순간에 자유진동 운동이 정지하는 조건을 이용함으로써 주어진 초기조건에 대해서 예측되는 자유진동 반주기의 수와 운동이 정지하는 순간의 정확한 응답 값을 제안하였다.
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이성경,민경원,박은천,Lee, Sung-Kyung,Min, Kyung-Won,Park, Eun-Churn 한국전산구조공학회 2008 한국전산구조공학회논문집 Vol.21 No.6
This study introduces the design of a bi-directional damper using a tuned mass damper(TMD) and a tuned liquid column damper(TLCD) and presents experimental verifications to confirm its control performance. The damper used in this study behaves as a TMD in a specific translational direction and acts as a TLCD in the other orthogonal direction. First, shaking table test is performed to investigate the coupled effect of control forces produced by TMD and TLCD. Then, the parameters that affect to dynamic characteristics of the proposed damper are quantitatively evaluated based on the experimental results. Testing results shows that the damper used in this study produces control forces coupled by TLCD and TMD, as it is excited by waves with an incident angle. Also, it is observed that the damper can be used to reduce bi-directional responses of building structures. 본 연구에서는 동조질량감쇠기(TMD)와 동조액체 기둥감쇠기(TLCD)로 구성된 2방향 감쇠기의 제어성능을 실험적으로 검증하였다. 본 연구에 사용된 감쇠기는 한방향으로는 TMD로 거동하고, 다른 직교하는 방향에서는 TLCD로 거동하여 제어력이 발생하는 감쇠기이다. 우선, 제작된 감쇠기의 동적특성과 TMD와 TLCD에 의해 발생하는 제어력들의 연계효과를 조사하기 위한 진동대 실험을 수행하였다. 다음으로 이러한 실험결과를 바탕으로 감쇠기의 동적특성에 영향을 미치는 파라미터를 정량적으로 평가하였다. 본 연구에서 사용된 감쇠기가 입사각을 갖는 진동에 의해 가진될 때 TMD와 TLCD에 의해 연계된 제어력이 발생하는 것을 진동대 실험결과로부터 확인하였다. 또한, 감쇠기가 건축물의 2방향 응답제어에도 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.
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이성경,민경원,박지훈,Lee, Sung-Kyung,Min, Kyung-Won,Park, Ji-Hun 한국전산구조공학회 2009 한국전산구조공학회논문집 Vol.22 No.5
본 연구에서는 실험결과를 바탕으로 액체형 기둥감쇠기의 감쇠계수와 제어력에 참여하는 유효질량을 시스템 식별기법을 이용하여 정량적으로 평가하였다. 먼저, 두가지 형태의 동조액체형 기둥감쇠기를 제작하여 진동대 실험을 실시하였다. 다음으로 수조내부 액체의 수위를 변화시켜 가면서 조화하중 가진실험에 의한 감쇠기의 동적특성을 실험적으로 구하였다. 마지막으로 수치해석 모델과 실험결과와의 오차를 최소화하는 것에 의해 수위변화에 따른 감쇠기의 감쇠비와 유효질량을 정량적으로 평가하였다. 시스템 식별결과로부터 감쇠비와 유효질량이 감쇠기의 수위가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. In this paper, damping coefficients and effective masses of tuned liquid-type column dampers were quantitatively evaluated based on experimental results by using system identification technique. First, shaking table tests were performed for two types of tuned liquid-type column dampers. Then, the dynamic characteristics of dampers used in this study were experimentally grasped from harmonic wave excitation testing results of the dampers with various water level. Finally, damping ratios and effective masses of the dampers with varying water level were quantitatively evaluated from minimizing the errors between numerical and experimental results. It was confirmed from system identification results that damping ratio and effective mass are decreased as the water level of dampers is increased.
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