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문제 정의
- 목표 1: 기존 연구단 최대 2축 독립 제어에서 고도화연구 최대 6축 연계(Coupled) 제어로의 기술 임계점을 극복하고자 함. 현 2축 독립제어는 비틀림제어가 어려우며, 고도화 연구를 통해 제진장치를 적용하고 자 하는 청라시티타워와 같은 비정형 구조물은 비틀림 연계제어 및 경우에 따라 pitch모드 제어가 필요함.
- 목표 2: 바람-지진 동시제어가 가능한 제진장치 상용화. 현재는 구조물의 특성이 변하지 않는 조건에서 최대 가속도 0.
- 목표 3: IT융합기술 고도화의 핵심기술인 외피설계와 풍진동제어 융복합. 능동형 외피설계를 통한 풍하중 제어, 풍력발전, 외피설계 최적화 수행
- 본 기사에서는 풍진동 제어분야와 관련된 최신 해외 및 국내 연구동향을 기술하였다. 특히, 연구단 연구수행을 통해 테크노마트 및 인천공항 관제탑 제진장치 적용, 해외프로젝트 수주 등 국가 R&D 지원에 의해 외국기업에 의해 독점되었던 관련 분야 산업을 한 단계 업그레이드 시킬 수 있음을 확인하였다.
- 이러한 성과를 바탕으로 세계시장 선도를 위해서, 초고층빌딩 글로벌 R&BD센터를 중심으로 한 고도화 연구를 통해 세계 최고수준의 진동제어장치 설계 및 제작 기술, 외피설계기술, 모니터링기술 등을 개발하고자 한다.
- 초고층빌딩 형상에 공기역학적 원리를 도입하여, 설계 초기 단계부터 횡력에 효율적으로 저항하는 시스템을 체계적으로 적용하기 위해 풍동 실험이 아닌 CFD(computational fluid dynamics) 시뮬레이션을 적용하는 형태 탐색 연구가 최근 주목받고 있다. 즉 항공우주산업, 기계공학 등의 분야에서 널리 적용되던 PBTO(performance-based topology optimization, 성능 기반 위상 최적설계: 구조부재의 최적 배치를 자동 산출),FAM(fluid-based aerodynamic modification) 기법 등을 구조시스템 설계에 도입하고자 하는 경향. 이를 위해 다양한 형태 최적화 전략, mesh-morphing 알고리즘, 위상 최적화 함수 등이 제안되고 있다.
가설 설정
- ○ 제안된 필터, 원점보정신호, 제어력신호가 모두 수치해석 결과와 실험결과가 일치함을 확인함.
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