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부분구조계 규명기법을 이용한 보 구조물의 구조건전성 평가
구기영(Koo Ki-Young),이진학(Yi Jin-Hak),윤정방(Yun Chung-Bang) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.5A
교량의 구조적 건전성과 관련된 여러 지수들 가운데 가장 중요한 지수 중 하나인 상부구조계의 휨강성을 쉽고 정확하게 추정하기 위한 기법을 제안하였다. 교량 상부구조계의 휨강성을 추정하는 경우, 교좌장치, 교대부 등의 경계조건의 영향을 고려하여야 하나, 이들은 노후화 및 온도, 습도 등 환경에 띠라 복잡한 거동을 하기 때문에 정확하게 반영하기 매우 어렵다. 따라서 이 연구에서는 이러한 경계조건에 대한 고려가 필요하지 않도록 부분구조계 규명기법을 도입하였으며, 이로부터 노후화 되거나 혹은 여러 환경조건에 노출된 경계조건의 영향을 배제할 수 있도록 하였다. 또한 제안기법은 복잡한 실험모드해석을 필요로 하지 않기 때문에 자동화 계측의 효율성을 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다. 제안기법을 가변경계조건을 갖는 보 구조물에 적용하여 경계조건에 무관하게 상부구조계의 휨강성을 매우 정확하게 추정할 수 있음을 검증하였고, 또한 강상자형 모형교량에 대한 수치시뮬레이션을 통하여 부분구조계의 설정에 관계없이 상부구조계의 휨강성을 추정할 수 있음을 검증하였다. 마지막으로 강상자형 모형교량에 대한 실험을 통하여 강상자형 교량에 구조적 손상이 있는 경우 이러한 손상에 의하여 감소된 휨강성을 합리적으로 추정할 수 있음을 검증하였다. This study proposed a method to estimate the bending stiffness of a bridge superstructure, which is one of the major indices of structural integrity of a bridge. During the estimation of structural condition using several identification methods, it is required to consider the condition of boundary conditions such as bearing devices and abutments very precisely since the boundary conditions can be changed significantly by aging and temperature effects. To overcome this shortcoming, a new substructural identification method is proposed to evaluate the bending stiffness of a bridge superstructure without considering the boundary conditions by isolating the estimation domain into the internal substructure. Since the propose method doesn't require any complex and complicate experimental modal analysis to obtain modal properties, this technique can give an important role to enhance the current automated instrumentation facilities. Proposed method is verified by an experimental study using a simple beam model with several different boundary conditions, a numerical simulation study using a steel box girder bridge model and an experimental study using a steel box girder bridge with different structural damage conditions.
모드 유연도 기반 변위를 이용한 보 구조의 손상탐색기법
구기영 ( Koo Ki Young ),이종재 ( Lee Jong Jae ),윤정방 ( Yun Chung Bang ),허용학 ( Huh Yonghak ) 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.12 No.1
본 연구는 모드 유연도에 의해 산정되는 변위를 사용한 보 구조계의 손상탐색기법을 제안하였다. 일반적으로 구조계에 손상이 발생하면 추가처짐을 발생하게 되는데, 이에는 손상위치에 대한 정보가 포함되게 된다. 일반적으로 손상과 추가처짐의 관계는 매우 복잡한데, 본 연구에서는 새로운 하중개념 즉, 양모멘트 탐색하중(PBIL: Positive Bending Inspection Load)과 손상유발 활선변위(Damage-Induced Chord-wise Deflection: DI-CD)을 도입하여 간략한 손상과 추가처짐의 관계를 해석적으로 도출하였다. 이를 바탕으로 추가처짐을 사용한 손상위치탐색기법을 제안하였으며, 모형교량에 대한 실내실험을 통하여 제안된 기법이 성공적으로 경간 내부 뿐만 아니라 지점 근처의 손상도 성공적으로 규명함을 관찰할 수 있었다. In bridge structures, damage may induce an additional deflection which may naturally contain essential information about the damage. However, inverse mapping from the damage-induced deflection to the actual damage location and severity is generally complex, particularly for statically indeterminatesystems. In this paper, a new load concept, called the positive-bending-inspection-load (PBIL) is proposed to construct a simple inverse mapping from the damage-induced deflection to the actual damage location. From the theoretical investigations, it was proven that the damage-induced chord-wise deflection (DI-CD) hasthe maximum value with the abrupt change in its slope at the damage location under a PBIL. Hence, a novel damage localization method is proposed based on the DI-CD under a PBIL. Experimental verification study was also carried out on a two-span continuous bridge model with a steel box-girder. It was found that the proposed method clearly identified the damage existence and damage location for small damage cases with narrow cuts at the bottom flange.
김기선(Kim, Ki-Sun),정대운(Jeong, Dae-Woon),구기영(Koo, Kee Young),윤왕래(Yoon, Wang Lai),노현석(Roh, Hyun-Seog) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
본 연구에서는 일단 수성가스전이반응 (Single stage water gas shift reaction)을 위해 높은 활성을 가진 백금 담지 촉매를 함침법 (Incipient wetness impregnation method)으로 제조하여 높은 공간 속도 (Gas hourly space velocity) 45,515h^{-1}에서 담체에 따른 촉매 활성을 평가하였다. 담체는 CeO₂, ZrO₂, MgO, MgO-Al₂O₃ (MgO = 30 wt%) 그리고 Al₂O₃를 사용하였으며 백금의 담지량은 1 wt%로 고정하였다. BET, XRD, TPR, CO-chemisorption 분석을 통하여 담체의 구조적 특성이 촉매 활성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.
고분산 담지된 Pt/Al2O<sub>3</sub> 촉매의 선택적 CO 산화반응 특성에 관한 연구
김기혁(Kim, Ki Hyeok),구기영(Koo, Kee Young),정운호(Jung, UnHo),노현석(Roh, Hyeon Seog),윤왕래(Yoon, Wang Lai) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
선택적 CO 산화반응(PrOx)에 사용되는 촉매 중 Pt, Ru, Rh 등의 귀금속 계 촉매들은 비귀금속 계 촉매에 비해 활성이 좋은 반면 가격이 비싸다는 경제적인 제한점이 있다. 따라서 소량의 귀금속을 사용하여 높은 활성의 촉매를 제조하고자 활성금속의 고분산 담지 방법에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 담체인 {gamma}-Al₂O₃ 표면에 활성금속인 Pt의 고분산 담지를 위해 증착-침전법(Deposition-precipitation)을 적용하였으며 용액의 pH 변화에 따른 Pt 금속 입자의 분산도에 대한 영향을 살펴보았다. Pt의 함량은 1wt%로 고정하였고 침전제로 NaOH를 사용하여 용액의 pH를 pH 7.5 ~ 10.5로 변화시켰다. 제조된 촉매는 세척 후 400?C, 3시간 소성 하였다. 제조된 1wt% Pt/Al₂O₃ 촉매의 특성분석을 위해 BET, TPR, CO-chemisorption을 수행하였다. PrOx 반응 실험은 GHSV=60,000 ml/g_{cat}{cdot}h, T=100{sim}200?C, {lambda}=4 조건에서 수행되었으며 반응 전에 촉매는 400?C, 3시간 환원 후 사용하였다. 촉매의 특성분석과 PrOx 반응 실험 결과를 통해 촉매가 담체 위에 고분산 되는 최적의 pH를 확인할 수 있었으며, 기존의 함침법으로 제조된 촉매와 성능 비교를 통해 제조방법에 따른 영향을 살펴보았다.
수증기-이산화탄소 복합개질 반응에서 Ce가 증진된 Ni-Ce/MgAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 촉매의탄소 침적저항성 향상에 관한 연구
이성훈(Lee, Sung-Hun),구기영(Koo, Kee-Young),정운호(Jung, Un-Ho),노현석(Roh, Hyun-Seog),이득기(Lee, Deuk-Ki),윤왕래(Yoon, Wang-Lai) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.06
본연구에서는 GTL(gas to liquids)공정의 합성가스 생산을 위해 수증기-이산화탄소 복합개질반응(Combined Steam and Carbon dioxide Reforming of Methane, CSCRM)을 수행하였다. CSCRM은 수증기와 이산화탄소의 공급비 조절을 통해 H₂/CO비를 2로 맞추기 용이한 장점을 지니고 있어 다른 단일 개질 반응과 달리 합성가스 생산 시 H₂/CO 비율을 조절하기 위한 부가적인 공정이 필요하지 않아 경제적인 공정이다. 일반적으로 사용되는 Ni개질촉매는 가격대비 우수한 성능을 보이지만 S/C비가 낮은 CSCRM의 경우 촉매표면의 탄소침적에 의한 비활성화가 야기되는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 산소저장능력과 산소전달능력이 우수한 CeO₂를 조촉매로 첨가하여 표면에 형성된 코크 제거가 용이하도록 하였다. Ni-Ce/MgAl₂O₄촉매는 동시함침법(co-impregnation)으로 제조하였으며, Ni의 함량을 10wt%로 고정한 상태에서 Ce의 함량을 조절하여 Ce/Ni 최적비를 찾고자 하였다. XRD, TPR, BET, H₂-Chemisorption과 같은 촉매의 특성분석을 통해 촉매의 비표면적, 환원특성과 Ni입자의 분산도 등을 확인하였다. Ce를 첨가함에 따라 Ce2.5wt%까지는 비표면적이 증가하다가 이후 점차 줄어드는 경향성을 보였다. 또한, H₂-Chemisorption 결과 역시 비표면적과 유사한 경향성을 보였는데, Ce5.0wt%까지 Ni 분산도가 증가 하다가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반응실험은 H₂O:CO₂:CH₄:N₂ = 0.8:0.4:1:1의 공급조건에서 수행하였으며, 질소와 수소 환원분위기로 700?C에서 1시간 환원 후 650?C에서 550?C범위로 온도를 떨어뜨려가면서 반응을 수행하였다. Ce를 첨가함에 따라 CH₄ 전환율이 증가를 하다가 Ce2.5wt% 이후 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 촉매 활성은 Ce 첨가로 인해 환원특성이 좋아지고 Ni분산도가 증가하여 담체와 강한 상호작용(SMSI)을 형성함으로 탄소침적 저항성 강화에 기인한 것이다.
[제1분과/비파괴검사 및 계측기술] Extended Kalman Filter를 이용한 케이블의 감쇠비 추정
이진학(Yi Jin-Hak),구기영(Koo Ki-Young),김남식(Kim Nam-Sik),윤정방(Yun Chung-Bang) 한국구조물진단유지관리학회 2004 한국구조물진단학회 학술발표회논문집 Vol.- No.-
In order to design the cable damper optimally, it is necessary to estimate the dynamic characteristics of the existing cables including damping ratio. In this study, forced excitation signals were utilized to extract the dynamic properties. And two different identification methods were employed to estimate damping ratio. One is the conventional method using logarithmic decrement and the other is extended Kalman filter which is more promising to extract the time varying dynamic characteristics. The performance of two methods were investigated through verification studies for cable model and real cable-stayed bridges.