지진공학 시뮬레이션 네트워크

Network for Earthquake Engineering Simulation

조지 E. 브라운 주니어 NEES(Network for Jein Engineering Simulation, NEES)는 국립과학재단(NSF)이 지진이나 쓰나미 시 피해를 예방하거나 최소화할 수 있도록 기반시설 설계 및 시공 관행을 개선하기 위해 만들었다. 본사는 인디애나 주 웨스트 라파예트에 있는 퍼듀 대학교에 협력 협정 #CMMI-0927178의 일환으로 있었고, 2009년부터 2014년까지 운영되었다. NEES의 임무는 발견과 혁신을 위한 협력자 역할을 함으로써 지진 설계와 성능의 개선을 가속화하는 것이다.

설명

NEES 네트워크는 지리적으로 분산된 14개의 공유 사용 실험실을 특징으로 하고 있으며, 지질 원심분리기 연구, 셰이크 테이블 테스트, 대규모 구조 시험, 쓰나미 파도 분지 실험, 현장 현장 연구 등 여러 종류의 실험 작업을 지원한다. 참가 대학에는 다음이 포함된다. 코넬 대학교; 르하이 대학교;Oregon State University; Rensselaer Polytechnic Institute; University at Buffalo, SUNY; University of California, Berkeley; University of California, Davis; University of California, Los Angeles; University of California, San Diego; University of California, Santa Barbara; University of Illinois at Urbana-Champaign; University of Minnesota; Univers네바다 주 리노와 텍사스 주립대 오스틴.

풍력 터빈을 NEES@에 배치UCSD 표.

장비 현장(연구소)과 중앙 데이터 저장소는 NEEShub를 통해 지구 지진공학계와 연결되는데,[1] NEEShub는 과학계가 자원을 공유하고 협업할 수 있도록 특별히 개발된 HUB제로[2] 소프트웨어로 구동된다. 인터넷2를 통해 연결된 사이버 인프라는 인터랙티브 시뮬레이션 툴, 시뮬레이션 툴 개발 영역, 큐레이션된 중앙 데이터 저장소, 사용자 개발 데이터베이스,[3] 애니메이션 프리젠테이션, 사용자 지원, 원격 보호, 사용자에 대한 리소스 및 통계를 업로드 및 공유하기 위한 메커니즘, 사용 패턴 등을 제공한다.

이를 통해 연구자들은 표준화된 프레임워크 내에서 데이터를 중앙 위치에서 안전하게 저장, 구성 및 공유하고, 실시간 데이터와 비디오 동기화를 통해 원격으로 관찰 및 실험에 참여하고, 동료와 협력하여 연구 실험의 계획, 성과, 분석 및 발표를 촉진할 수 있다.d는 여러 분산 실험의 결과를 결합하고 물리적 실험을 컴퓨터 시뮬레이션과 연계하여 전체 시스템 성능 조사를 가능하게 하는 컴퓨터 시뮬레이션과 혼합 시뮬레이션을 수행한다. 사이버 인프라는 OpenSee 소프트웨어를 사용한 분석 시뮬레이션을 지원한다.[4]

이러한 자원은 공동으로 토목 및 기계 기반 구조 시스템의 내진 설계 및 성능을 개선하기 위한 협업 및 발견 수단을 제공한다.

사이버 인프라

사이버인프라(Cyber Infrastructure)는 컴퓨터 네트워크와 특정 분야의 연구를 지원하는 애플리케이션별 소프트웨어, 도구, 데이터 저장소를 기반으로 하는 인프라다. 사이버인프라라는 용어는 국립과학재단이 만들었다.

프로젝트

NEES Research는 기존 및 신규 건설의 성능, 에너지 소산 및 기반 격리 시스템, 혁신 재료,[5] 파이프라인, 배관,[6] 교량 등의 생명선 시스템, 천장 및 피복재와 같은 비구조적 시스템 등의 광범위한 주제를 다룬다.[7] 연구진은 또 리큐피 가능한 토양에 대한 토양 교정 기술을[8] 조사하고 있으며, 최근 지진 발생 후 쓰나미 영향과 건물 성능에 대한 정보를 수집하고 있다. NEES@에서 운영하는 영구 계측 현장UCSB는 지반 운동, 지반 변형, 모공 압력 반응 및 토양-기초 구조 상호작용에 대한 현장 관찰을 지원한다.[9]

NEESwood 프로젝트는[10] 지진 지역의 저층 및 중층 목조 구조 설계를 조사했다. NEES@UCLA 이동식 현장 실험실은 이동형 대형 셰이커, 현장 전개형 모니터링 계측 시스템으로 구성되어 1994년 노스리지 지진으로 손상된 4층 철근콘크리트(RC) 건물에서 강제 진동 및 주변 진동 데이터를 수집하는 데 활용되었다.[11] NEES@의 대형 고성능 실외 쉐이크 테이블에서 수행되는 7층 규모의 전면 건물에 고정된 파이프 시스템에 대한 셰이크 테이블 테스트UCSD는 비구조적 구성 요소를 고정하는 앵커의 내진 설계 방법을 조사했다.[12]

교육, 홍보 및 교육

NEES 공동작업에는 다양한 이해관계자를 위한 학습목표 충족과 기술전달을 위한 교육프로그램이 포함되어 있다. 프로그램으로는 NEES 연구의 성과를 실무 엔지니어에게 알리기 위한 지리적으로 분산된 대학생 연구 체험 프로그램,[13] 박물관 전시물, 홍보 프로그램, 커리큘럼 모듈,[14][15] 실습 웨비나 시리즈 등이 있다.

동반 사이버 인프라는 교육자들이 이러한 자원으로 교육과정을 풍요롭게 할 수 있도록 지원하는 프레임워크를 제공한다. NEEShub 내의 포털인 [16]NEESAcademy는 지진 이공계 관련 학습 경험의 효과적인 조직, 평가, 구현 및 보급을 지원하기 위해 설계되었다. 콘텐츠의 한 원천은 NEES 연구원들이 개발한 교육 및 홍보 제품이지만 누구나 자원을 기부할 수 있다.

토양액화 연구

조지 E. 브라운 주니어 NEES(Network for Jein Engineering Simulation)는 토양 거동을 연구하기 위한 2개의 지질 원심분리기를 보유하고 있다. 캘리포니아 데이비스 대학의 NEES 원심분리기는 반경 9.1m(버킷 바닥까지), 최대 탑재 중량은 4500kg, 사용 가능한 버킷 면적은 4.0m2이다.[17] 원심분리기는 유효반경 8.5m에서 75g의 원심가속도를 낼 수 있다. 최대 탑재량에 최대 탑재량을 곱한 원심분리기의 용량은 53 g x 4500 kg = 240 g-tonnes이다. 렌셀라이어 폴리테크닉 연구소의 지진공학 시뮬레이션 센터(CEES)의 NEES 원심분리기에는 유하중 중심과 원심분리기 축 사이의 거리인 공칭 반지름이 2.7m이다. 적재할 수 있는 공간은 깊이 1,000 mm, 폭 1,000 mm, 높이 800 mm, 최대 높이 1,200 mm이다. 성능봉투는 160g, 1.5t, 150g톤(부하중량 곱하기 g)이다.[18]

참조

  1. ^ Hacker, T. J.; Eigenmann, R.; Bagchi, S.; Irfanoglu, A.; Pujol, S.; Catlin, A.; Rathje, E. (2011). "The NEEShub cyberinfrastructure for earthquake engineering". Computing in Science & Engineering. 13 (4): 67–78. doi:10.1109/MCSE.2011.70.
  2. ^ McLennan, M.; Kennell, R. (2010). "HUBzero: A Platform for Dissemination and Collaboration in Computational Science and Engineering". Computing in Science and Engineering. 12 (2): 48–52. doi:10.1109/MCSE.2010.41.
  3. ^ 브라우닝, J, 푸졸, S, 아이겐만 R, J. (2013) 라미레즈. NEEShub 데이터베이스-구체적 데이터, 국제 콘크리트, ACI, 35(4), 페이지 55–60에 대한 빠른 액세스
  4. ^ McKenna, F (2011). "OpenSees: A Framework for Earthquake Engineering Simulation". Computing in Science & Engineering. 13 (4): 58–66. doi:10.1109/MCSE.2011.66.
  5. ^ Noguez, C.; Saiidi, M. (2012). "Shake-Table Studies of a Four-Span Bridge Model with Advanced Materials". J. Struct. Eng. 138 (2): 183–192. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000457.
  6. ^ Zaghi, A.E.; Maragakis, E. M.; Itani, A.; Goodwin, A. E. (2012). "Experimental and Analytical Studies of Hospital Piping Assemblies Subjected to Seismic Loading". Earthquake Spectra. 28 (1): 367–384. doi:10.1193/1.3672911.
  7. ^ Hutchinson, T. C.; Nastase, D.; Kuester, F.; Doerr, K. (2010). "Vibration Studies of Nonstructural Components and Systems Within a Full-Scale Building". Earthquake Spectra. 26 (2): 327–347. doi:10.1193/1.3372168.
  8. ^ Howell, R.; Rathje, E.; Kamai, R.; Boulanger, R. (2012). "Centrifuge Modeling of Prefabricated Vertical Drains for Liquefaction Remediation". J. Geotech. Geoenviron. Eng. 138 (3): 262–271. doi:10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000604.
  9. ^ Steidl, J, Nigbor, R.L., Yudd, T. L.(2008). George E의 Insitu 토양 거동과 토양-기초-구조-상호작용 기반구조 관찰 브라운 주니어 NEES(Network for Jein Engineering Simulation, NEES) 영구 계측 현장, 제14차 세계 지진공학회의, 베이징, http://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/14_S16-01-014.PDF
  10. ^ NSF, 스탠딩 스트롱, The 2009 NEESwood Capstone Test, https://www.nsf.gov/news/newsmedia/neeswood/.
  11. ^ Yu, E.; Skolnik, D.; Whang, D. H.; Wallace, J. W. (2008). "Forced Vibration Testing of a Four-Story Reinforced Concrete Building Utilizing the nees@UCLA Mobile Field Laboratory". Earthquake Spectra. 24 (4): 969–995. doi:10.1193/1.2991300.
  12. ^ Hoehler, M. S.; Panagiotou, M.; Restrepo, J. I.; Silva, J. F.; Floriani, L.; Bourgund, U.; Gassner, H. (2009). "Performance of Suspended Pipes and Their Anchorages During Shake Table Testing of a Seven-Story Building". Earthquake Spectra. 25 (1): 71–91. doi:10.1193/1.3046286.
  13. ^ Anagnos, T. Lyman-Holt, A. & Brophy, S. (2012) WIP: 지리적으로 분산된 REU 프로그램과 네트워킹 및 협업 도구, 제119회 ASE 연례 회의, 샌 안토니오, TX http://www.asee.org/public/conferences/8/papers/5585/view
  14. ^ 도일, K, 반 덴 에인트, L, 프랑스어, C. W, 트레메인, H. A., & 브로피, S. P. 수학, 과학, 공학 개념을 K-16 학생에게 소개하는 "핸즈온" 체험 도구, 제120회 ASEE 컨퍼런스 및 박람회, 애틀랜타, GA, http://www.asee.org/public/conferences/20/papers/7191/view
  15. ^ Lyman-Holt, A. L. & Robico, L. C. (2013) Wave of Engineering: 미니 웨이브 플럼을 사용하여 엔지니어링 리터러시 함양, 제120회 ASEE 컨퍼런스 및 박람회, 애틀랜타, GA, http://www.asee.org/public/conferences/20/papers/6680/view
  16. ^ 브로피, S, 램버트, J, & 아나그노스, T.(2011, 10월) 진행 중인 작업 -K-16 지진공학과 과학교육을 위한 사이버 체험형 NEES학당. FIE(Frontiers in Education Conference), 2011년(pp) T1D-1). IEEE. doi:10.1109/FIE.2011.6143105
  17. ^ UC Davis NEES 지구공학 모델링 센터 http://nees.ucdavis.edu/centrifuge.php
  18. ^ 지진공학 시뮬레이션 센터 https://www.nees.rpi.edu/equipment/centrifuge/

외부 링크