물리 정보 기반 신경망을 이용한 외팔보의 고유 모드 예측

김건호; 이진우

doi:10.3795/KSME-A.2024.48.9.621

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김건호 (아주대학교) 이진우 (아주대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제48권 제9호(통권 제468호)

발행연도: 2024.9

수록면: 621 - 631 (11page)

DOI: 10.3795/KSME-A.2024.48.9.621

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본 논문에서는, 몇 개의 주파수 응답 함수만으로도 전체 구조물의 고유 모드를 예측할 수 있는 물리 정보 기반 신경망 모델을 개발하고, 이 신경망 모델의 유효성과 실제 적용 가능성에 대해 고찰한다. 주파수 응답 함수의 피크 주파수로부터 고유 주파수를 구한 후에, 인공 신경망을 이용하여 각 고유주파수의 고유 모드를 구하는 방법을 제시한다. 임의로 선정된 2개 측정점에서 외팔보의 주파수 응답함수를 획득하고, 12개의 배열점을 균일하게 분포시켜서 1차 / 2차 / 3차 고유 모드를 예측한다. 개발한 인공 신경망은 3개의 은닉층으로 구성되어 있고, 각 은닉층에는 20개의 절점을 사용한다. 제안한 방법을 이용하여 성공적으로 고유 모드를 예측할 수 있었고, 측정점의 개수와 분포, 배열점의 개수와 분포에 따라 예측된 고유 모드의 정확도를 고찰하였다. 이 결과를 바탕으로 제안한 방법이 실제 실험에서 구현될 수 있는 가능성과 과정에 대해 논하였다.

#Physics-Informed Neural Network(물리정보기반 신경망) #Natural Mode(고유 모드) #Cantilever(외팔보) #Vibration(진동) #Modal Analysis(모달 해석)

참고문헌 (19)

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Silva, M., Lieven, H., Skingle, L. and Urgueira, T., 1997, Theoretical and Experimental Modal Analysis, Research Studies Press LTD, Baldock, UK, pp. 1~488.

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