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대한건축학회|대한건축학회논문집 구조계 2011년 5월

논문명 독립성분분석(ICA)법을 이용한 모드특성 추정에 관한 연구 / A Study on the Estimation of Modal Parameters Using Independent Component Analysis Method
저자명 황재승 ; 김재형
발행사 대한건축학회
수록사항 대한건축학회논문집 구조계, v.27 n.5 (2011-05)
페이지 시작페이지(27) 총페이지(9)
ISSN 12269107
주제분류 구조
주제어 독립성분분석 ; 칵테일 파티 문제 ; 첨도 ; 모드 분리 ; 모드 응답 ; 모드형상 ; Independent Component Analysis ; Cocktail-party Problem ; Kurtosis ; Mode Decomposition ; Modal Response ; Mode Shape
요약2 Independent component analysis (ICA) is a method separating the mixture of signals into statistically and mutually independent ones. It has been applied to not only the Cocktail-party problem but also EEG analysis using the EEG waveform, digital signal processing, image processing and cognitive technique field actively. This study aims to propose a procedure to estimate the modal responses and mode shapes of a structure by using the ICA method from analyzed responses of the structure, which is first attempt to the architecture and civil engineering works field. It is introduced a basic concept of ICA with the fixed-point (FP) algorithm based on secant method and the kurtosis. From the concept of the separation performance of mixed-signal, modal responses and mode shape of a building structure are estimated based on ICA method. For the verification of the ICA method, a numerical simulation is performed. In the simulation, it is assumed that the mode shape and time history of the structural responses had been known through the dynamic analysis and state space analysis of a structure. Then, some parts of responses of the structure are chosen from analysed responses and those are used as input responses to estimated the modal responses and mode shape of a structure by the ICA method. From the numerical results, it is shown that the ICA method can be effectively applied to the mode separation and the estimation of modal properties of structure.
소장처 대한건축학회
언어 한국어
분석서지
건축구조 > 기타 연구분야 > 구조물의 해석 및 설계방법

본 눈문에서는 ICA기법을 이용하여 구조물의 응답에 포함되어 있는 모드응답을 효과적으로 추출하는 방법에 대해서 다룬다. 수학적으로 엄밀하게 통제된 구조물은 그에 기반한 해석모형으로부터 동적거동을 예측할 수 있는 다양한 정보를 제공한다. 외부하중에 대한 공진효과를 가늠할 수 있는 고유진동수, 고유모드의 위치별 응답 기여를 나타내는 모드 형상과 같은 모드 특성은 선형 구조시스템에 제한적이긴 하지만 구조물의 응답을 분석하고 새로운 하중조건하에서 응답을 예측, 평가할 수 있는 강력한 도구였다. 하지만, 구조물이 점차 대형화 고층화 비정형화되면서 비대해진 해석모형과 구조물을 구성하는 재료나 부재에 내재하는 북활실성, 역학적으로 모호한 경계조건, 비 구조재의 영향이 중첩되면서 구조물의 수학적 모형이 제시하는 정보와 이를 바탕으로 수행된 해석결과의 신뢰성 저하가 초래되고 있다. 이러한 수학적 해석모형의 한계점을 보완하고 밀한 해석모형을 만들기 위해서 본 연구가 기여를 하였다.