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복수 개의 부재로 구성된 심해 구조물의 안전성을 평가하는 방법으로서,상기 심해 구조물을 구성하는 복수 개의 부재의 각각에 설치되는 가속도 센서를 사용하여 해당 부재의 가속도 데이터를 측정하는 가속도 측정 단계;측정된 가속도 데이터로부터 모달 파라미터를 추출하고 모드 형상을 결정하는 단계;결정된 모드 형상으로부터 부재별 모달 변형 에너지를 계산하는 단계;상기 부재별 모달 변형 에너지의 손상 전후 관계로부터 손상 지수를 계산하는 단계;계산된 손상 지수로부터 손상 위치를 결정하는 단계; 및결정된 부재별 손상 위치를 조합하여 상기 심해 구조물의 구조 안전성을 평가하는 단계를 포함하여 구성되고,상기 모드 형상을 결정하는 단계는,상기 각각의 부재에 대한 입출력 관계를 고속 푸리에 변환하여 주파수 응답 함수 를 결정하는 단계;결정된 주파수 응답 함수 로부터, 자유도 j에서의 주파수 응답함수 를 다음와 같이 계산하는 단계로서, 은 가진 함수(excitation function)와 자유도 j에서의 출력의 상호 스펙트럼이고, 는 가진 함수의 자기 스펙트럼인, 단계; 및결정된 자유도 j에서의 주파수 응답 함수로부터, 공진 주파수에 해당하는 주파수 응답 함수의 폭 및 크기를 사용하여 모드 형상을 결정하는 단계를 포함하며,상기 모드 형상을 결정하는 단계는,상기 각각의 부재에 대한 출력 스펙트럼 행렬 를 구성하고 를 사용하여 특이치 분해하는 단계로서, 은 고유 벡터의 행렬이고 은 고유치의 대각행렬인, 단계;특이치 분해를 통해 산출된 고유치의 그래프를 사용하여 고유 진동수를 결정하는 단계; 및상기 고유 진동수를 포함하는 고유 벡터를 사용하여 모드 형상을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심해 구조물 안전성 평가 방법
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제3항에 있어서,상기 부재별 모달 변형 에너지를 계산하는 단계는,i 번째 모드에서 j 번째 부재의 변형 에너지 를과 같이 결정하는 단계로서, 은 i 번째 모드의 곡률을, 는 j 번째 부재의 강성을 나타내는, 단계를 포함하는, 심해 구조물 안전성 평가 방법
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제4항에 있어서,상기 손상 지수를 계산하는 단계는,손상전 i 번째 모드에서 j 번째 부재의 변형 에너지의 비 및 손상후 i 번째 모드에서 j 번째 부재의 변형 에너지의 비 를 각각, 및 에 따라 계산하는 단계; 및계산된 변형 에너지의 비를 사용하여 손상지수 를과 같이 계산하는 단계로서, , 인, 단계를 포함하는, 심해 구조물 안전성 평가 방법
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제5항에 있어서,상기 손상 위치를 결정하는 단계는,계산된 손상 지수 의 평균 및 표준편차 를 계산하는 단계;계산된 평균과 표준편차를 사용하여 상기 손상 지수를 다음과 같이 표준화하여 표준화된 손상 지수를 계산하는 단계; 및상기 표준화된 손상 지수를 임계값과 비교하여 부재별 손상 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 심해 구조물 안전성 평가 방법
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제6항에 있어서,상기 구조 안전성을 평가하는 단계는,상기 심해 구조물을 구성하는 부재들 중 손상된 부재를 판단하는 단계;부재별 중요도에 따라 상이한 가중치를 부여하는 단계; 및손상된 부재와 가중치를 조합하여 상기 심해 구조물의 안전도를 평가하는 단계를 포함하는, 심해 구조물 안전성 평가 방법
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복수 개의 부재로 구성된 심해 구조물의 안전성을 평가하는 평가 시스템으로서,상기 심해 구조물을 구성하는 복수 개의 부재의 각각에 설치되어 해당 부재의 가속도 데이터를 측정하는 가속도 센서;측정된 가속도 데이터로부터 모달 파라미터를 추출하고 모드 형상을 결정하는 모드 형상 결정부;결정된 모드 형상으로부터 부재별 모달 변형 에너지를 계산하는 모달 변형 에너지 계산부;상기 부재별 모달 변형 에너지의 손상 전후 관계로부터 손상 지수를 계산하는 손상 지수 계산부; 및계산된 손상 지수로부터 손상 위치를 결정하고, 결정된 부재별 손상 위치를 조합하여 상기 심해 구조물의 구조 안전성을 평가하는 안전성 평가부를 포함하여 구성되고,상기 모드 형상 결정부는,상기 각각의 부재에 대한 입출력 관계를 고속 푸리에 변환하여 주파수 응답 함수 를 결정하는 동작,결정된 주파수 응답 함수 로부터, 자유도 j에서의 주파수 응답함수 를 다음와 같이 계산하되, 은 가진 함수(excitation function)와 자유도 j에서의 출력의 상호 스펙트럼이고, 는 가진 함수의 자기 스펙트럼인, 동작; 및결정된 자유도 j에서의 주파수 응답 함수로부터, 공진 주파수에 해당하는 주파수 응답 함수의 폭 및 크기를 사용하여 모드 형상을 결정하는 동작을 수행하도록 구성되며, 상기 모드 형상 결정부는,상기 각각의 부재에 대한 출력 스펙트럼 행렬 를 구성하고 를 사용하여 특이치 분해하는 단계로서, 은 고유 벡터의 행렬이고 은 고유치의 대각행렬인, 동작,특이치 분해를 통해 산출된 고유치의 그래프를 사용하여 고유 진동수를 결정하는 동작, 및상기 고유 진동수를 포함하는 고유 벡터를 사용하여 모드 형상을 결정하는 동작을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 심해 구조물 안전성 평가 시스템
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제10항에 있어서,상기 모달 변형 에너지 계산부는,i 번째 모드에서 j 번째 부재의 변형 에너지 에너지 를과 같이 결정하는 동작으로서, 는 i 번째 모드의 곡률을, 는 j 번째 부재의 강성을 나타내는, 동작을 수행하도록 구성되는, 심해 구조물 안전성 평가 시스템
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제11항에 있어서,상기 손상 지수 계산부는,손상전 i 번째 모드에서 j 번째 부재의 변형 에너지의 비 및 손상후 i 번째 모드에서 j 번째 부재의 변형 에너지의 비 를 각각, 및 에 따라 계산하는 동작; 및계산된 변형 에너지의 비를 사용하여 손상지수 를과 같이 계산하되, , 인, 동작을 수행하도록 구성되는, 심해 구조물 안전성 평가 시스템
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제12항에 있어서,상기 안전성 평가부는,계산된 손상 지수 의 평균 및 표준편차 를 계산하는 동작,계산된 평균과 표준편차를 사용하여 상기 손상 지수를 다음과 같이 표준화하여 표준화된 손상 지수를 계산하는 동작; 및상기 표준화된 손상 지수를 임계값과 비교하여 부재별 손상 여부를 판단하는 동작을 수행하도록 구성되는, 심해 구조물 안전성 평가 시스템
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제13항에 있어서,상기 안전성 평가부는,상기 심해 구조물을 구성하는 부재들 중 손상된 부재를 판단하는 동작;부재별 중요도에 따라 상이한 가중치를 부여하는 동작; 및손상된 부재와 가중치를 조합하여 상기 심해 구조물의 안전도를 평가하는 동작을 더욱 수행하도록 구성되는, 심해 구조물 안전성 평가 시스템
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