<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Built Environ.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Built Environment</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Built Environ.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-3362</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1508190</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fbuil.2024.1508190</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Built Environment</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Device topology optimization for an inerter-based structural dynamic vibration absorber</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Xie and Ikago</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fbuil.2024.1508190">10.3389/fbuil.2024.1508190</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Xie</surname>
<given-names>Ruihong</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2863736/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>Kohju</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/601693/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Department of Architecture and Building Science</institution>, <institution>Graduate School of Engineering</institution>, <institution>Tohoku University</institution>, <addr-line>Sendai</addr-line>, <country>Japan</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Earthquake Engineering Laboratory</institution>, <institution>International Research Institute of Disaster Science</institution>, <institution>Tohoku University</institution>, <addr-line>Sendai</addr-line>, <country>Japan</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/189232/overview">Nikos D. Lagaros</ext-link>, National Technical University of Athens, Greece</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1855862/overview">Tadesse Gemeda Wakjira</ext-link>, University of British Columbia, Okanagan Campus, Canada</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1961828/overview">Rodolfo Labernarda</ext-link>, University of Calabria, Italy</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Kohju Ikago, <email>koju.ikago.e8@tohoku.ac.jp</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>24</day>
<month>12</month>
<year>2024</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2024</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>1508190</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>09</day>
<month>10</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>26</day>
<month>11</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2024 Xie and Ikago.</copyright-statement>
<copyright-year>2024</copyright-year>
<copyright-holder>Xie and Ikago</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>A tuned viscous mass damper (TVMD) and a tuned inerter damper (TID) have been proposed as devices that can achieve weight reduction by replacing the mass element of a structural dynamic vibration absorber (DVA) with an inerter. In the TID, the damping element is arranged in parallel with the spring, making its device topology the same as conventional dynamic vibration absorbers. In contrast, in the TVMD the damping element is arranged in parallel with the inerter. This parallel mechanism of inerter and damping element can be realized in a single device, and the member of the building that supports the device can be used as the spring element, making the TVMD highly practical. In fact, TVMDs with a mass effect equivalent to thousands of tons have been commercialized and applied to high-rise buildings in Japan. This paper aims to clarify the effects of the choice of objective functions and damping element arrangement on the seismic response control effectiveness of inerter-based structural DVAs, providing guidelines for structural engineers in selecting suitable devices to achieve desired control effects. The method of investigation considers a model that encompasses both TVMD and TID configurations and formulates a multi-objective optimization problem to simultaneously minimize the displacement amplification factor and floor response acceleration amplification factor. The results of the multi-objective optimization reveal that the TVMD is optimal when the focus is on controlling displacement response, while the TID is optimal when prioritizing the control of floor response acceleration. It was found that the floor response acceleration amplification factor of a structure containing TVMD could be significantly improved by slightly compromising the displacement response amplification factor, leading to the recommendation of adopting the TVMD configuration as an inerter-based structural DVA.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>inerter</kwd>
<kwd>tuned viscous mass damper</kwd>
<kwd>tuned inerter damper</kwd>
<kwd>tuned mass damper</kwd>
<kwd>multi-objective optimization</kwd>
<kwd>Pareto front</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Earthquake Engineering</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Owing to simplicity and independence from external power supplies, passive control technologies are widely applied in practice to suppress undesirable vibrations, including viscous and viscoelastic dampers (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Housner et al., 1997</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B4">De Domenico et al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B25">Licari et al., 2015</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B23">Kim et al., 2006</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B34">Mazza and Labernarda, 2020</xref>). However, these conventional dampers generate insufficient control forces when subjected to long-period ground motions, and thus their seismic performance is compromised (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Keivan et al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B28">Luo et al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B27">Luo and Ikago, 2021</xref>). Inerter-based vibration control systems (IVCSs) that can enhance energy dissipation at certain frequencies have been proven to be more effective in addressing this challenge (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Ikago et al., 2012a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Lazar et al., 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B52">Zhang et al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B17">Ji et al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B48">Wang et al., 2024</xref>).</p>
<p>An inerter produces force proportional to the relative acceleration between its two terminals, serving as a crucial element in mechanical networks (<xref ref-type="bibr" rid="B44">Smith, 2002</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B31">Makris and Moghimi, 2022</xref>). The physical realization methods of an inerter include the use of hydraulics (<xref ref-type="bibr" rid="B36">Nakamura et al., 1988</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B5">Domenico et al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B49">Wang et al., 2011</xref>), ball-screw mechanisms (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Arakaki et al., 1999</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">Hwang et al., 2007</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B40">Papageorgiou et al., 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B50">Watanabe et al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B22">Kida et al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B35">Nakamura et al., 2014</xref>), rack-and-pinion systems (<xref ref-type="bibr" rid="B44">Smith, 2002</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B40">Papageorgiou et al., 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B43">Saitoh, 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B30">Makris and Kampas, 2016</xref>), and living hinges (<xref ref-type="bibr" rid="B19">John and Wagg, 2019</xref>). Owing to the attractive characteristics of mass amplification effects and frequency-dependent negative stiffness yielded by inerters, various types of inerter-based vibration control systems (IVCSs) have been proposed (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Ma et al., 2021</xref>). <xref ref-type="bibr" rid="B13">Ikago et al. (2012a)</xref> developed a tuned viscous mass damper (TVMD) consisting of a supporting spring connected in series with a parallel arrangement of an inerter and dashpot, and they verified its control effectiveness through numerical analysis and shaking table tests. <xref ref-type="bibr" rid="B50">Watanabe et al. (2012)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B22">Kida et al. (2012)</xref> introduced a force-restriction mechanism to the TVMD to limit excessive control forces caused by the large mass amplification effects and extreme excitations. TVMD devices have been put to practical use in high-rise buildings in Japan (<xref ref-type="bibr" rid="B46">Sugimura et al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B37">Ogino and Sumiyama, 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B15">Ishii et al., 2014</xref>). <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> is a photograph of a rotary inerter-damper having 6,400 tons of inertance incorporated into a telecommunications building in Sendai, Japan.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>TVMD device installed in a telecommunications building.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g001.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="bibr" rid="B53">Zhao et al. (2016)</xref> proposed a viscoelastically supported viscous mass damper (VeVMD) by connecting a viscoelastic element to a parallel inerter-damper device in series and investigated its application to base-isolated structures. Unlike TVMD and VeVMD, the configuration of the tuned inerter damper (TID) proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B24">Lazar et al. (2014)</xref> is similar to that of a traditional tuned mass damper (TMD). Another way of using an inerter to improve the performance of a TMD is the tuned mass damper inerter (TMDI) proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B32">Marian and Giaralis (2014)</xref>. Further different configurations of IVCSs have been investigated by <xref ref-type="bibr" rid="B10">Hu and Chen (2015)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B38">Pan and Zhang (2018)</xref>.</p>
<p>Analytical solutions for the <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> control designs for a single-degree-of-freedom (SDOF) structure containing an IVCS have been presented (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Ikago et al., 2012a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B32">Marian and Giaralis, 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Hu et al., 2015</xref>). It is difficult to directly extend the design formulas for a SDOF structure to a multi-degree-of-freedom (MDOF) structure because a MDOF system containing IVCSs is generally non-classically damped, and thus modal interactions and the device distribution pattern significantly influence their performance (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Qiao et al., 2023</xref>). <xref ref-type="bibr" rid="B14">Ikago et al. (2012b)</xref> found that the fixed-point method can be expanded to a MDOF shear building structure containing TVMDs when their inertance distribution is proportional to the primary stiffnesses. <xref ref-type="bibr" rid="B20">Kang and Ikago (2023)</xref> derived an approximated closed-form design formula for a concentratedly arranged TVMD in a MDOF structure by using the Sherman&#x2013;Morrison formula. In the tuning of a MDOF structure containing a TID, <xref ref-type="bibr" rid="B24">Lazar et al. (2014)</xref> assumed that only the first vibration mode was significant ingnoring the modal interaction the modal interaction. Numerical algorithms were also adopted in the optimization of IVCSs for MDOF structures (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Ji et al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Cao and Li, 2022</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Caicedo et al., 2021</xref>).</p>
<p>Although single-objective optimum design using relative displacement or floor response acceleration as an objective function is simple and thus convenient for the design of IVCS systems, more than two response values that are in a trade-off relationship are considered simultaneously in structural design practice. <xref ref-type="bibr" rid="B39">Pan et al. (2018)</xref> examined a multi-objective optimum design problem (MODP) to minimize response and cost for a TVMD-variant damper by using an <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-constraint approach. <xref ref-type="bibr" rid="B47">Taflanidis et al. (2019)</xref> developed a design method that considered suppressing seismic responses and control forces simultaneously and sought Pareto optimal designs for three types of IVCS: TVMD, TID, and TMDI. However, the selection of proper devices for diverse seismic control demands remains unclear for structural engineers, particularly when dealing with long-period ground motions.</p>
<p>This study intends to identify the benefits and drawbacks of the IVCSs in controlling displacement and absolute acceleration through illustrative multi-objective designs of the VeVMD with a device topology that encompasses those of the two major inerter-based structural DVAs studied in the literature&#x2014;the TVMD and TID. The peak displacement and peak absolute acceleration amplification factors employed as objective functions are highly associated with damage to structural and nonstructural components, which are highlighted as major issues for the seismic resilience of high-rise buildings (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Ji et al., 2020</xref>). The rest of this paper is organized as follows. In <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref>, an analytical model of a SDOF structure containing a VeVMD is presented, and two transfer functions are introduced as objective functions for a multi-objective optimum design problem. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> shows how the multi-objective optimum design of VeVMD converges to TVMD and TID device topologies when the focus is on displacement and absolute acceleration control, respectively. In <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref>, an analytical example using a ten-story shear building equipped with TVMD and TID subjected to strong ground motions, demonstrating that the <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> control designs effectively mitigate seismic displacement responses and floor response accelerations, respectively. <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref> concludes this study.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Amplification factors</title>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Single-degree-of-freedom structural model and equations of motion</title>
<p>The analytical model of a SDOF structure equipped with a VeVMD is presented in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. The mass and stiffness of the primary SDOF structure are <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. The SDOF structure is assumed to be undamped for simplicity&#x2019;s sake. As shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, the VeVMD comprises an inerter-damper and viscoelastic element in series. The inertance and stiffness of the VeVMD are <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. The damping coefficients of the dampers arranged in parallel with the inerter and spring are <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. The device topology of a VeVMD encompasses those of TVMD and TID. When the dashpot arranged in parallel with the inerter is removed&#x2014;<inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;the VeVMD reduces to a TID. Similarly, the VeVMD reduces to a TVMD when the dashpot arranged in parallel with the spring is removed&#x2014;<inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Analytical model of a SDOF structure containing a VeVMD.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g002.tif"/>
</fig>
<p>
<inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the displacement of the primary mass relative to the ground. <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the deformations of the spring and inerter, respectively. Accordingly, the equations of motion of the SDOF structure equipped with a VeVMD are<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> summarizes the notations used in this paper.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Nomenclature.</p>
</caption>
<table>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Displacement of the primary structure relative to the ground</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Ground acceleration</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Deformation of inerter damper</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Deformation of viscoelastic element</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Mass of primary structure</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Stiffness of primary structure</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Inertance of inerter damper</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Stiffness of viscoelastic element</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Damping coefficient of inerter damper</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Damping coefficient of viscoelastic element</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Excitation angular frequency</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Fundamental angular frequency of undamped primary structure</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Ratio of inertance to primary mass</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Ratio of stiffness of viscoelastic element to that of primary structure</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Ratio of total damping coefficient in VeVMD to the critical damping coefficient of primary structure</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Ratio of damping coefficient of viscoelastic element to total damping coefficient of VeVMD</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Frequency ratio</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Optimum damping ratio of VeVMD to minimize peak displacement amplification factor derived from fixed-point method</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Optimum damping ratio of VeVMD to minimize peak absolute acceleration amplification factor derived from fixed-point method</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Optimum stiffness ratio of VeVMD to minimize peak displacement amplification factor derived from fixed-point method</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Optimum stiffness ratio of VeVMD to minimize peak absolute acceleration amplification factor derived from fixed-point method</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Transfer functions</title>
<p>Here we consider a harmonic ground excitation <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the imaginary unit, excitation angular frequency, and time, respectively. The responses of the primary structure and VeVMD are expressed in <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Equation 2</xref>.<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Accordingly, <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Equation 1</xref> can be rewritten as<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the dynamic stiffness of the VeVMD.</p>
<p>In this study, we examined two transfer functions, <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which are defined as a transfer function from the ground acceleration <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to the displacement of the primary structure relative to the ground <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and a transfer function from the ground acceleration <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to the absolute response acceleration of the primary structure <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively.<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mspace width="0.5em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mspace width="0.5em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">Equations 3</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Equation 5</xref> obtains<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Introducing the nondimensional parameters are expressed in <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">Equation 8</xref>.<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Equations 6</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> can be rewritten as <disp-formula id="e9">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Note that <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is multiplied to both sides of <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref> such that they are dimensionless.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Single- and multi-objective <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> optimization</title>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Fixed-point method for single-objective <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> optimization</title>
<p>The dimensionless displacement transfer function shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref> can be rewritten as <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Equation 11</xref>.<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the real parts of the numerator and denominator of <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref>, respectively; <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the imaginary parts of the numerator and denominator of <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref> divided by <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. There exist fixed points at which the curves of the transfer function pass though regardless of the damping ratio <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Hartog, 1985</xref>). The condition can be rewritten as<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The denominator of the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Equation 12</xref> indicates that <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is independent of <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and 1. Thus, <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> should be 0 (TVMD) or 1 (TID) for fixed-points to exist. Indeed, the fixed-point method can be used to derive <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> optimum designs of a SDOF structure equipped with TVMD <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and TID <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Ikago et al., 2012a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Lazar et al., 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Hu and Chen, 2015</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B26">Lobato and Steffen Jr, 2017</xref>). This method utilizes the feature that transfer function curves pass through fixed points regardless of damping, and decreasing the ordinate of one of the fixed points increases that of another in TVMD and TID. Provided that the values of transfer function never fall below those of fixed points, the <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> norm can be minimized by equalizing the ordinates of the fixed points and rendering the transfer function to take peak values at the fixed points. It is similar with the acceleration transfer function (<xref ref-type="disp-formula" rid="e10">Equation 10</xref>). <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> summarizes the closed-form expressions of the optimum designs obtained by the fixed-point method for TVMD <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and TID <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Ikago et al., 2012a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B42">Saito et al., 2008</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Lazar et al., 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Hu et al., 2015</xref>), where superscript <sup>o</sup> denotes optimum designs. Subscripts <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote optimum designs of displacement and absolute acceleration control, respectively.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>
<inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> control design for inerter-based structural DVAs derived from the fixed-point method (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Ikago et al., 2012a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Lazar et al., 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B42">Saito et al., 2008</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Hu et al., 2015</xref>).</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th rowspan="2" align="center">System</th>
<th colspan="2" align="center">Objective function</th>
</tr>
<tr>
<th align="left">displacement control <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">acceleration control <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">TVMD<break/>
<inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">TID<break/>
<inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">where</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td colspan="2" align="left">
<inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are solutions of the following equation with respect to <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>
<inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Definition of non-inferiority</title>
<p>Since we consider a multi-objective minimization problem in this study, the following definitions apply (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Fonseca and Fleming, 1993</xref>) (<xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>).</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Non-inferiority. <bold>(A)</bold> Inferiority, <bold>(B)</bold> superiority, and <bold>(C)</bold> non-inferiority.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g003.tif"/>
</fig>
<sec id="s3-2-1">
<title>3.2.1 Inferiority</title>
<p>A vector <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is said to be inferior to <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> if and only if <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is partially less than <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> which is expressed by <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Equation 13</xref>.<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2227;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2203;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3-2-2">
<title>3.2.2 Superiority</title>
<p>A vector <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is said to be superior to <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> if and only if <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is inferior to <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s3-2-3">
<title>3.2.3 Non-inferiority</title>
<p>Vectors <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are said to be non-inferior to one another if <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is neither inferior nor superior to <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>3.3 Multi-objective optimum design problems</title>
<p>Here, <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref> defines the infinity norms of the transfer functions as follows:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.4em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.4em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The multi-objective optimum design problem is formulated as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref>. [MODP]<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>Find</mml:mtext>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bd;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>to&#x2009;minimize</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.5em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>subject&#x2009;to</mml:mtext>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The solution of this problem is not a single design but a set of non-inferior designs, referred to as the &#x201c;Pareto-optimal set&#x201d;.</p>
<p>Here, the total damping coefficient in the VeVMD is preset such that <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the ratio <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> determines the distribution of damping coefficient assigned to <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The MODP can be converted to a series of single objective optimum design problems with varying weight <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Marler and Arora, 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B45">Steuer, 1986</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B16">Japan Society of Seismic Isolation, 2013</xref>):</p>
<p>[Scalarized optimum design problem]<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>Find</mml:mtext>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bd;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>to&#x2009;minimize</mml:mtext>
<mml:mspace width="0.5em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>subject&#x2009;to</mml:mtext>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a scalarized objective function.</p>
</sec>
<sec id="s3-4">
<title>3.4 Pareto-optimal set</title>
<p>The Pareto-optimal set obtained by solving <xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Equation 16</xref> are functions of <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and are represented by <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bd;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The objective functions given by <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bd;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are represented by <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Similarly, the value of scalarized objective function yielded by an optimum design for <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is represented by <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="F4">Figures 4A and B</xref> show the optimum designs and the values of the objective functions yielded by them with respect to <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> varying from 0 to 1 with an interval of <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.002</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> naturally decreases at the expense of <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the weight <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases. While <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is in between 0 and 0.9, a slight change is observed in the optimum design variables. However, when <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases beyond 0.9, <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> suddenly jumps from a value around 0 to that around 1. This indicates that an optimal design of the VeVMD gives a design that is close to the TVMD device topology <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> while <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is between 0 and 0.9; once <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> exceeds 0.9, it shifts to the TID device topology <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Optimum designs <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: <bold>(A)</bold> infinity norms <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> given by optimum designs, <bold>(B)</bold> optimum designs <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>.</inline-formula>
</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g004.tif"/>
</fig>
<p>Thus, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5A</xref>, the optimum designs are classified into TVMD, VeVMD, and TID configurations when <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.95</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and identified by red, black, and blue colors, respectively. <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> plots <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for a series of <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> varying from 0 to 1 with an interval of <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.002</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is referred to as the Pareto front. In <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5B</xref>, the colors of the solid circle notations represent <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> value as indicated by the color bar. The minima of the peak displacement amplification factor <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and peak absolute acceleration amplification factor <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are attained at <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. The TVMD and TID configurations thus perform effectively in mitigating displacement and absolute acceleration, respectively. This is because, while the excitation frequency is relatively low, the dynamic stiffness of the inerter is relatively low compared to the spring element in the VeVMD (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>), resulting in larger motion and thereby efficient energy dissipation in the damper arranged parallel to the inerter <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As the excitation frequency increases, the dynamic stiffness of the inerter increases to hinder the motion of the damper arranged parallel to it, which lead to the dominated energy dissipation in the damper arranged parallel to the spring <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Pareto front <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: <bold>(A)</bold> categorization of optimum designs; <bold>(B)</bold> relationship between Pareto optimal designs and scalar weight <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>.</inline-formula>
</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g005.tif"/>
</fig>
<p>As shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5B</xref>, the inclination of the Pareto front curve significantly changes at the inflection point of the curve at <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The improvement of <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> demands significant expense of <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, whereas the sensitivity of <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with respect to <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> significantly decreases beyond <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, the solution at the inflection point, which is hereafter referred as the inflection point design, is one of the best options for structural engineers to pick from the Pareto-optimal set. Another benefit of choosing the inflection point design is that its device topology is TVMD that has been put to practical use in real-life buildings. The rest of this paper exclusively focuses on the inflection point design for the multi-objective optimum design problem.</p>
</sec>
<sec id="s3-5">
<title>3.5 Comparison between single- and multi-objective optimum designs</title>
<p>Here, we compare the single objective optimum designs and inflection point design derived from the multi-objective optimum design problem. <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> summarizes the closed form expressions for single objective optimum designs (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Ikago et al., 2012a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Lazar et al., 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B42">Saito et al., 2008</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Hu et al., 2015</xref>). The superscript of the design variables, TVMD and TID, represents the device topologies. The subscript <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent displacement and absolute acceleration control designs, respectively. For example, <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> control design of TVMD to minimize the peak displacement amplification factor.</p>
<p>To compare the performance of the inflection point design of the multi-objective optimum design problem and the solution obtained from fixed point methods, the values of design variables are determined under the constraint that all systems maintain an identical damping ratio <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>For the <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> control of displacement amplification factor of TVMD system as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e17">Equation 17</xref>;<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>was solved with respect to <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and accordingly <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> was obtained. <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> were calculated in a similar manner. <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref> summarizes the optimum designs of IVCSs when <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>Optimum designs of IVCSs incorporated into the SDOF structure.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">System</th>
<th align="left">Objective function</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">VeVMD(TVMD)</td>
<td align="left">Multi-objective (at inflection point <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
<td align="center">0.00</td>
<td align="center">0.25</td>
<td align="center">0.42</td>
<td align="center">0.10</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">TVMD</td>
<td align="left">Displacement amplification factor</td>
<td align="center">0.00</td>
<td align="center">0.26</td>
<td align="center">0.35</td>
<td align="center">0.10</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">TVMD</td>
<td align="left">Absolute acceleration amplification factor</td>
<td align="center">0.00</td>
<td align="center">0.24</td>
<td align="center">0.39</td>
<td align="center">0.10</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">TID</td>
<td align="left">Absolute acceleration amplification factor</td>
<td align="center">1.00</td>
<td align="center">0.40</td>
<td align="center">0.24</td>
<td align="center">0.10</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref> plots the <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> norms of the IVCSs. Any point on the curve of the Pareto-optimal set in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref> is noninferior to another according to the definition of noninferiority presented in <xref ref-type="sec" rid="s3-2">Section 3.2</xref>., demonstrating the validity of the scalarization method in deriving multi-objective optimal design. The multi-objective design problem at <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> yields TVMD configuration minimizing the peak displacement amplification factor, which is equivalent to the single-objective design problem to minimize the peak displacement amplification factor of the TVMD system. However, the <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> norm obtained from the fixed-point method represented by red downward triangle notation is dislocated from the upper-left endpoint of the Pareto front. Similarly, the <inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> norm of the fixed-point solution minimizing the peak absolute acceleration amplification factor represented by blue triangle notation is dislocated from the bottom-right endpoint of the Pareto front. This is because the closed form solutions are approximations.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>
<inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> norms of IVCSs.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g006.tif"/>
</fig>
<p>The inflection point design (solid black circle in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>) improves <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by 27% at the 12% expense of <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> compared to the fixed-point TVMD displacement control design (solid red downward-pointed triangle), while it improves <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by 17% at the 6% expense of <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> compared to the fixed-point TID acceleration control design (sold blue triangle).</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7A</xref> depicts the displacement amplification factors when <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The <inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> optimum design to minimize <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> shown in a red dashed line exhibits two aligned peaks attaining the minimum peak displacement amplification factor among the four optimum designs, and other optimum designs exhibit uneven peaks because they are detuned in terms of displacement control objective. Conversely, the red dashed line exhibits slightly uneven peaks, whereas the other three optimum designs with the acceleration control objective exhibit aligned peaks (<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7B</xref>).</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Amplification factors: <bold>(A)</bold> displacement amplification factor and <bold>(B)</bold> absolute acceleration amplification factor.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g007.tif"/>
</fig>
<p>From <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, the single objective <inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> control design of TVMD to minimize peak acceleration amplification factor <inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.24</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.39</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is similar to that of the inflection point design derived from the multi-objective optimum design problem <inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.42</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which results in similar amplification factor curves shown by black solid and gray dashed lines in <xref ref-type="fig" rid="F7">Figures 7A and B</xref>. This means that the closed form expression of TVMD acceleration control design <inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> serves as an excellent initial guess in seeking a numerical solution for the inflection point design. The fixed-point TVMD acceleration control design can be an acceptable alternative to the inflection point design when a high precision in manufacturing the device is not required.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref> demonstrates that the fixed-point TVMD acceleration control designs give good approximations of the inflection point designs in general cases, including those other than <inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Comparison of Pareto fronts with a different additional damping ratio <inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g008.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3-6">
<title>3.6 Robustness of TVMD with respect to the variation in design variables</title>
<p>To examine the robustness of a TVMD with respect to the variation of design variables, <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Equation 18</xref> defines two indices.<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Since we examine TVMD exclusively, <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F9">Figures 9A and B</xref> show the contour of <inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The solid-colored circles represent the Pareto optimal designs of the VeVMD. The colors represent <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> value as indicated by the color bar. The fixed-point TVMD acceleration control design <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, represented by solid gray diamond notation and inflection point design <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represented by a solid black circle are located in an area where contour lines are sparse (less sensitive). On the other hand, the fixed-point TVMD displacement control design <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, represented by a solid red downward-pointing triangle, is located in an area where contour lines are dense (sensitive), indicating that the fixed-point TVMD acceleration control design <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and inflection point design <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are more robust to variations in design variables than fixed-point TVMD displacement control design <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>TVMD</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Performance indices: <bold>(A)</bold> displacement amplification factor and <bold>(B)</bold> absolute acceleration amplification factor.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g009.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Analytical example</title>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Ten-story shear building</title>
<p>To examine the performance of inflection point design and fixed point designs in a multi-story structure, we use a ten-story benchmark shear building model presented by the <xref ref-type="bibr" rid="B16">Japan Society of Seismic Isolation (2013)</xref>. <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref> shows the analytical model of the benchmark structure. <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the mass, stiffness, damping coefficient, and the displacement relative to the ground, respectively. <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x308;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the ground acceleration. <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref> lists the mass and stiffness distribution of the structural model. The inherent damping is assumed to be 2% of the critical damping. Thus, <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mn>0.02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3.12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the fundamental natural angular frequency of the structure. As for conventional viscous damper design, the additional damping is set to 6% of the critical damping and the damping coefficients <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The structure is assumed to remain elastic when subjected to strong ground motions. <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> lists the fundamental natural periods and modal effective mass ratio of the first three modes.</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>Ten-story benchmark shear building (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Japan Society of Seismic Isolation, 2013</xref>).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g010.tif"/>
</fig>
<table-wrap id="T4" position="float">
<label>TABLE 4</label>
<caption>
<p>Mass and stiffness distribution of the ten-story shear building.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">Story</th>
<th align="center">Mass (ton)</th>
<th align="center">Stiffness (kN/m)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">10</td>
<td align="center">875</td>
<td align="center">158,550</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">9</td>
<td align="center">649</td>
<td align="center">180,110</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">8</td>
<td align="center">656</td>
<td align="center">220,250</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">7</td>
<td align="center">660</td>
<td align="center">244,790</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">6</td>
<td align="center">667</td>
<td align="center">291,890</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">5</td>
<td align="center">670</td>
<td align="center">306,160</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">4</td>
<td align="center">676</td>
<td align="center">382,260</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">3</td>
<td align="center">680</td>
<td align="center">383,020</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">2</td>
<td align="center">628</td>
<td align="center">383,550</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">1</td>
<td align="center">700</td>
<td align="center">279,960</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T5" position="float">
<label>TABLE 5</label>
<caption>
<p>Fundamental natural periods and modal effective mass ratio.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">Mode</th>
<th align="center">Period (s)</th>
<th align="center">Modal effective mass ratio</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">1st</td>
<td align="center">2.01</td>
<td align="center">0.82</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">2nd</td>
<td align="center">0.76</td>
<td align="center">0.11</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">3rd</td>
<td align="center">0.46</td>
<td align="center">0.04</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 VeVMD parameters</title>
<p>The structure is equipped with VeVMDs tuned to the first and second modes. The inertance, stiffness, damping coefficient of the damper parallel to the inerter, and that parallel to the spring in a VeVMD are <inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> where <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the target mode and the story where the device is installed, respectively. If the distribution of inertance of the VeVMDs is stiffness proportional and the ratio of the modal effective inertance and modal effective mass of the primary structure for the <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<sup>th</sup> mode is <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the inertance of VeVMD tuned to the <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<sup>th</sup> mode (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Ikago et al., 2012b</xref>) can be expressed by <xref ref-type="disp-formula" rid="e19">Equation 19</xref>.<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Similarly, letting the stiffness ratio and damping ratio for the VeVMD tuned to the <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<sup>th</sup> mode be <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, obtains <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">Equations 20</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e21">21</xref>.<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>4.3 Damping ratio</title>
<p>Before designing VeVMDs, the total damping coefficient assigned to the devices is determined as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e22">Equation 22</xref>.<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">Equation 23</xref> holds.<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The damping distribution factor <inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> determines the damping allocated to the second mode:<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For a fixed-point design, substituting <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> obtained from <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">Equations 24</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e25">25</xref> into <inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (Table 2) and solving them with respect to <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> obtains the inertance ratio of VeVMD tuned to the <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<sup>th</sup> mode. Then, <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be obtained. For a flection point design, <inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are numerically derived for a given <inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> following the procedure discussed in <xref ref-type="sec" rid="s3-3">Section 3.3</xref>. <xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref> summarizes the parameters obtained through the above procedures.</p>
<table-wrap id="T6" position="float">
<label>TABLE 6</label>
<caption>
<p>IVCS parameters.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Device</th>
<th align="left">Objective function</th>
<th align="center">Mode <inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(ton)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(kN/m)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(kN<inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>s/m)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="2" align="left">VeVMD, <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(TVMD)</td>
<td rowspan="2" align="left">Multi-objective</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">0.13</td>
<td align="center">0.16</td>
<td align="center">0.03</td>
<td align="center">3,777</td>
<td align="center">46,218</td>
<td align="center">5,378</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">2</td>
<td align="center">0.23</td>
<td align="center">0.35</td>
<td align="center">0.08</td>
<td align="center">921</td>
<td align="center">94,076</td>
<td align="center">5,377</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">TVMD</td>
<td align="left">Displacement</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">0.13</td>
<td align="center">0.14</td>
<td align="center">0.03</td>
<td align="center">3,597</td>
<td align="center">40,404</td>
<td align="center">5,378</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Control</td>
<td align="center">2</td>
<td align="center">0.23</td>
<td align="center">0.29</td>
<td align="center">0.08</td>
<td align="center">922</td>
<td align="center">81,886</td>
<td align="center">5,377</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">TID</td>
<td align="left">Absolute acceleration</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">0.15</td>
<td align="center">0.12</td>
<td align="center">0.03</td>
<td align="center">4,337</td>
<td align="center">34,193</td>
<td align="center">5,379</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Control</td>
<td align="center">2</td>
<td align="center">0.33</td>
<td align="center">0.21</td>
<td align="center">0.08</td>
<td align="center">1,343</td>
<td align="center">59,923</td>
<td align="center">5,379</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4-4">
<title>4.4 Input ground motions</title>
<p>As for design ground motions, three historic ground motion records, three synthetic ground motions, and three long-period ground motion records (listed respectively in <xref ref-type="table" rid="T7">Tables 7</xref>&#x2013;<xref ref-type="table" rid="T9">9</xref>) are used. The first six ground motions were selected in accordance with the practice in Japan, and three long-period ground motions (<xref ref-type="bibr" rid="B51">Xu et al., 2008</xref>) were added to examine the effect of long-period ground motion on the displacement control performance of TVMD. <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref> depicts the response velocity spectra of recorded ground motions (No. 1&#x2013;3, 7&#x2013;9).</p>
<table-wrap id="T7" position="float">
<label>TABLE 7</label>
<caption>
<p>Design ground motions (recorded ground motions, scaled to PGV &#x3d; 0.5 m/s).</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">No.</th>
<th align="left">Event</th>
<th align="left">Year</th>
<th align="left">Station</th>
<th align="left">Component</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">1</td>
<td align="left">Imperial Valley Earthquake, CA, USA</td>
<td align="left">1940</td>
<td align="left">El Centro</td>
<td align="left">N&#x2013;S</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">2</td>
<td align="left">Tokachi-oki Earthquake, Japan</td>
<td align="left">1968</td>
<td align="left">Hachinohe Harbor</td>
<td align="left">N&#x2013;S</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">3</td>
<td align="left">Kern County Earthquake, CA, USA</td>
<td align="left">1952</td>
<td align="left">Taft</td>
<td align="left">E&#x2013;W</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T8" position="float">
<label>TABLE 8</label>
<caption>
<p>Synthetic design ground motions whose spectra are compatible with design spectrum.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th rowspan="2" align="center">No.</th>
<th colspan="4" align="center">Source record of the phase properties</th>
<th rowspan="2" align="left">PGV</th>
</tr>
<tr>
<th align="left">Event</th>
<th align="left">Year</th>
<th align="left">Station</th>
<th align="left">Component</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">4</td>
<td align="left">Imperial Valley Earthquake, CA, USA</td>
<td align="left">1940</td>
<td align="left">El Centro</td>
<td align="left">N&#x2013;S</td>
<td align="left">53.1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">5</td>
<td align="left">Kern County Earthquake, CA, USA</td>
<td align="left">1968</td>
<td align="left">Taft</td>
<td align="left">N&#x2013;S</td>
<td align="left">61.7</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">6</td>
<td align="left">Kobe Earthquake</td>
<td align="left">1995</td>
<td align="left">Japan Meteorological Agency at Kobe</td>
<td align="left">E&#x2013;W</td>
<td align="left">64.6</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T9" position="float">
<label>TABLE 9</label>
<caption>
<p>Design ground motions (long-period ground motions, scaled to PGV &#x3d; 0.5 m/s).</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">No.</th>
<th align="left">Event</th>
<th align="left">Year</th>
<th align="left">Station</th>
<th align="left">Component</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">7</td>
<td rowspan="3" align="left">Chi-Chi earthquake</td>
<td rowspan="3" align="left">1999</td>
<td align="left">ILA003</td>
<td align="left">E&#x2013;W</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">8</td>
<td align="left">ILA056</td>
<td align="left">E&#x2013;W</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">9</td>
<td align="left">TCU010</td>
<td align="left">E&#x2013;W</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>Response velocity spectra of recorded ground motions (Nos 1&#x2013;3 and 7&#x2013;9).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g011.tif"/>
</fig>
<p>When conducting seismic response analyses using normalized ground motion records, the variability in maximum response tends to be smaller when the records are normalized by PGV rather than by PGA, particularly for structures with natural periods of 2 s or longer (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Editorial Committee of Structural Design Practice of High-rise Buildings, 2019</xref>). For this reason, it is standard practice in Japan to normalize ground motion records by PGV when designing high-rise buildings. Adopting this approach, the recorded ground motions (No. 1&#x2013;3 and 7&#x2013;9) are scaled such that their peak ground velocities (PGVs) are 0.5 m/s.</p>
<p>In Japanese structural design practice, artificial ground motions whose response spectra are compatible with the design response spectrum are used to avoid underestimating responses when the natural period of a building coincides with that of a notch in the spectra of recorded ground motions.</p>
<p>The synthetic ground motions are generated such that their response acceleration spectra are compatible with the design response acceleration spectra of Japan&#x2019;s building code (<xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref>). They adopt the phase properties of recorded ground motions (<xref ref-type="table" rid="T8">Table 8</xref>).</p>
<fig id="F12" position="float">
<label>FIGURE 12</label>
<caption>
<p>Response acceleration spectra of synthetic ground motions (Nos 4&#x2013;6).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g012.tif"/>
</fig>
<p>The detailed parameters to derive the design spectrum can be found in <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Figures S1 and S2</xref> and <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Table S1</xref>. Soil type 2 as the most common soil type in Japan is adopted for the surface subsoil type. The target spectrum shown in black solid line in <xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref> is obtained by multiplying the response acceleration spectrum at the bed rock shown in <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Figure S1</xref> by the type 2 soil amplification factor shown in <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Figure S2</xref>. As the amplitudes of the synthetic ground motions are determined by the target spectrum, their PGVs are not exactly 0.5 m/s (<xref ref-type="table" rid="T8">Table 8</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s4-5">
<title>4.5 Analytical results and discussion</title>
<p>
<inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the maximum inter-story drift of the <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<sup>th</sup> story and maximum floor response acceleration of the <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<sup>th</sup> floor yielded by the No. <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ground motion.</p>
<p>We first compare the seismic response analysis results with the damping coefficient allocated to the second mode <inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m263">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="F13">Figures 13A and B</xref> compare the maximum inter-story drift <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,8</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and maximum floor response acceleration <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m265">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,8</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> yielded by El Centro 1940 N&#x2013;S (No. 1) and ILA056 1999 E&#x2013;W records (No. 8). <xref ref-type="fig" rid="F14">Figures 14A and B</xref> compare the maximum response in the entire building through all the ground motions: <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m267">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. &#x2018;&#x2a;&#x2019; represents the performance of the conventional viscous damper design. These figures suggest that fixed-point TID acceleration control design performs the best in mitigating floor response acceleration response, whereas the fixed-point TVMD displacement control design performs better in mitigating inter-story drift. Inflection point design slightly improves both the inter-story drift and floor response acceleration yielded by the fixed-point TVMD displacement control design except for long-period ground motions.</p>
<fig id="F13" position="float">
<label>FIGURE 13</label>
<caption>
<p>Maximum seismic responses (<inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m268">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, El Centro 1940 N-S and ILA056 1999 N-S): <bold>(A)</bold> inter-story drift; <bold>(B)</bold> floor response acceleration.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g013.tif"/>
</fig>
<fig id="F14" position="float">
<label>FIGURE 14</label>
<caption>
<p>Maximum seismic responses <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m269">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: <bold>(A)</bold> inter-story drift; <bold>(B)</bold> floor response acceleration.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g014.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F15">Figures 15A and B</xref> plot <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m270">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m271">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>7,8,9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>7,8,9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with respect to varying <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m272">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The color bars indicate the <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m273">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> value. As shown in the figure, acceleration responses yielded by inflection point design and fixed-point TVMD displacement control design significantly decrease when <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m274">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases, whereas displacement responses yielded by the fixed-point TID acceleration control design increase significantly. The displacement responses yielded by inflection point design and fixed-point TVMD displacement control design are barely affected by the variation of <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m275">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Similarly, the acceleration responses yielded by the fixed-point TID acceleration control design are barely affected by the variation of <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m276">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Allocating 80<inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m277">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>90% of damping coefficient to the second mode control yielded excellent performance for TVMD configuration designs, whereas allocating 0<inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m278">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>10% of damping coefficient to the second mode control yielded excellent performance for TID configuration design. The TVMD topology designs with <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m279">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and TID topology designs with <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m280">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are not inferior to each other for the design ground motions (<xref ref-type="fig" rid="F15">Figure 15A</xref>). Nonetheless, the fixed-point TVMD displacement control design with <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m281">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represented by a downward-pointing triangle notation is superior to any inflection point designs represented by solid circles for long-period ground motions (<xref ref-type="fig" rid="F15">Figure 15B</xref>). When subjected to design ground motions (No. 1&#x2013;6), both the TVMD and TID configuration designs outperform the conventional damper design in inter-story drifts with slightly increased absolute accelerations. Nonetheless, for the long-period ground motion cases, the TVMD configuration designs simultaneously suppress inter-story drifts and absolute accelerations whereas the TID configuration designs have no significant advantage.</p>
<fig id="F15" position="float">
<label>FIGURE 15</label>
<caption>
<p>Performance curves: <bold>(A)</bold> design ground motions (Nos 1&#x2013;6); <bold>(B)</bold> long-period ground motions (Nos 7&#x2013;9).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbuil-10-1508190-g015.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>This paper has examined the effect of damper arrangement in inerter-based structural DVAs. Therefore, a comprehensive multi-objective optimization was performed on a VeVMD with a device topology to encompass those of two major inerter-based structural DVAs&#x2014;the TVMD and TID. Removing a damper arranged parallel to the spring in a VeVMD yields a TVMD device topology, while removing a damper arranged in parallel to the inerter yields a TID device topology. Multi-objective optimization to simultaneously minimize peak displacement and peak absolute acceleration amplification factors of a SDOF structure containing VeVMD subject to the constraint on the total supplemental damping coefficient revealed that the designs that has advantage in controlling displacement and absolute accelerations converge to TVMD and TID device topologies, respectively. There is an inflection point on the Pareto frontier curve where the inclination of its tangential line drastically changes. The Pareto optimum design on the inflection point is found to be robust against the variation of design variables, offering one of the best options for effective simultaneous control of displacement and floor response acceleration. The device topology yielded by the inflection point design is that of TVMD, and its solution can be approximated by the closed-form formula derived by the fixed-point method for a TVMD to minimize the peak absolute acceleration amplification factor.</p>
<p>An analytical example using a ten-story shear building model demonstrated that the multi-objective optimum designs to minimize peak amplification factors are effective in mitigating seismic responses. The inflection point design and fixed-point TVMD displacement control design performed effectively in mitigating displacement response, while fixed-point TID acceleration control design effectively mitigated floor response acceleration. This means that the performances of TVMD and TID with the same total damping coefficient are not inferior to one another. The inflection point design slightly outperformed fixed-point TVMD displacement control design for design ground motions, whereas there are cases in which fixed-point TVMD displacement control design outperformed the inflection point design for long-period ground motions. For such motions, the TVMD configuration designs generally outperform the conventional damper design in both inter-story drifts and absolute accelerations.</p>
<p>In this study, the device topology optimization was conducted on a SDOF structure and exclusively focused on the TVMD and TID. As for a MDOF structure, the effectiveness of IVCSs is also affected by the installation positions along the height, which should be further studied. Furthermore, topological configurations of IVCSs other than TVMD and TID should be considered in future studies.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusions of this article will be made available by the authors, without undue reservation.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>RX: investigation, methodology, visualization, writing&#x2013;original draft, and writing&#x2013;review and editing. KI: conceptualization, supervision, writing&#x2013;original draft, and writing&#x2013;review and editing.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s8">
<title>Funding</title>
<p>The authors declare that financial support was received for the research, authorship, and/or publication of this article. The first author is supported by the scholarship provided by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology, Japan (scholarship number 211503).</p>
</sec>
<ack>
<p>The authors would like to thank Editage (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.editage.jp">www.editage.jp</ext-link>) for English language editing.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="ai-statement" id="s10">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declare that no Generative AI was used in the creation of this manuscript.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec id="s12">
<title>Supplementary material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbuil.2024.1508190/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbuil.2024.1508190/full&#x23;supplementary-material</ext-link>
</p>
<supplementary-material xlink:href="Image4.png" id="SM1" mimetype="application/png" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
<supplementary-material xlink:href="Image2.png" id="SM2" mimetype="application/png" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
<supplementary-material xlink:href="Image3.png" id="SM3" mimetype="application/png" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
<supplementary-material xlink:href="Image1.pdf" id="SM4" mimetype="application/pdf" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Arakaki</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kuroda</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arima</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Inoue</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baba</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Development of seismic devices applied to ball screw: Part 1 basic performance test of rd-series</article-title>. <source>AIJ J. Technol. Des.</source> <volume>5</volume>, <fpage>239</fpage>&#x2013;<lpage>244</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3130/aijt.5.239_1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Caicedo</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lara-Valencia</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Blandon</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Graciano</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Seismic response of high-rise buildings through metaheuristic-based optimization using tuned mass dampers and tuned mass dampers inerter</article-title>. <source>J. Build. Eng.</source> <volume>34</volume>, <fpage>101927</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jobe.2020.101927</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A high performance hybrid passive base-isolated system</article-title>. <source>Struct. Control Health Monit.</source> <volume>29</volume>, <fpage>e2887</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/stc.2887</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>De Domenico</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ricciardi</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Takewaki</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Design strategies of viscous dampers for seismic protection of building structures: a review</article-title>. <source>Soil Dyn. Earthq. Eng.</source> <volume>118</volume>, <fpage>144</fpage>&#x2013;<lpage>165</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.soildyn.2018.12.024</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Domenico</surname>
<given-names>D. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deastra</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ricciardi</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sims</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wagg</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Novel fluid inerter based tuned mass dampers for optimised structural control of base-isolated buildings</article-title>. <source>J. Frankl. Inst.</source> <volume>356</volume>, <fpage>7626</fpage>&#x2013;<lpage>7649</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jfranklin.2018.11.012</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<collab>Editorial Committee of Structural Design Practice of High-rise Buildings</collab> (<year>2019</year>). <article-title>Structural design practice of high-rise buildings</article-title> <comment>
<italic>(in Japanese)</italic> (Building Center of Japan)</comment>.</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fonseca</surname>
<given-names>C. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fleming</surname>
<given-names>P. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1993</year>). <article-title>Genetic algorithms for multiobjective optimization: formulation, discussion, and generalization</article-title>. <source>Icga</source> <volume>93</volume>, <fpage>416</fpage>&#x2013;<lpage>423</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hartog</surname>
<given-names>J. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1985</year>). <source>Mechanical vibrations</source>. <publisher-name>Dover Publications</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Housner</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bergman</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Caughey</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chassiakos</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Claus</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Masri</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Structural control: past, present, and future</article-title>. <source>J. Eng. Mech.</source> <volume>123</volume>, <fpage>897</fpage>&#x2013;<lpage>971</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(asce)0733-9399(1997)123:9(897)</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Performance evaluation for inerter-based dynamic vibration absorbers</article-title>. <source>Int. J. Mech. Sci.</source> <volume>99</volume>, <fpage>297</fpage>&#x2013;<lpage>307</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijmecsci.2015.06.003</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shu</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Analysis and optimisation for inerter-based isolators via fixed-point theory and algebraic solution</article-title>. <source>J. Sound Vib.</source> <volume>346</volume>, <fpage>17</fpage>&#x2013;<lpage>36</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jsv.2015.02.041</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hwang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Rotational inertia dampers with toggle bracing for vibration control of a building structure</article-title>. <source>Eng. Struct.</source> <volume>29</volume>, <fpage>1201</fpage>&#x2013;<lpage>1208</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.engstruct.2006.08.005</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saito</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Inoue</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012a</year>). <article-title>Seismic control of single-degree-of-freedom structure using tuned viscous mass damper</article-title>. <source>Earthq. Eng. Struct. Dyn.</source> <volume>41</volume>, <fpage>453</fpage>&#x2013;<lpage>474</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/eqe.1138</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sugimura</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saito</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Inoue</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012b</year>). <article-title>Modal response characteristics of a multiple-degree-of-freedom structure incorporated with tuned viscous mass dampers</article-title>. <source>J. Asian Archit. Build. Eng.</source> <volume>11</volume>, <fpage>375</fpage>&#x2013;<lpage>382</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3130/jaabe.11.375</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ishii</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kazama</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Miyazaki</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Murakami</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). &#x201c;<article-title>Application of tuned viscous mass damper to super-high-rise buildings</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 6th world Conference of structural Control and health monitoring</conf-name>, (<publisher-loc>Barcelona, Sapin</publisher-loc>: <publisher-name>International Center for Numerical Methods in Engineering CIMNE</publisher-name>), <fpage>2825</fpage>&#x2013;<lpage>2833</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="book">
<collab>Japan Society of Seismic Isolation</collab> (<year>2013</year>). <source>Manual for design and fabrication for passive vibration control of structures</source>. <edition>3rd ed</edition>. <comment>
<italic>(in Japanese)</italic>
</comment>.</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ji</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cheng</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hutt</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Seismic response of a tuned viscous mass damper (TVMD) coupled wall system</article-title>. <source>Eng. Struct.</source> <volume>225</volume>, <fpage>111252</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.engstruct.2020.111252</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ji</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chakraborty</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kanno</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Tuned viscous mass damper (TVMD) coupled wall system for enhancing seismic performance of high-rise buildings</article-title>. <source>Eng. Struct.</source> <volume>240</volume>, <fpage>112307</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.engstruct.2021.112307</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>John</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wagg</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Design and testing of a frictionless mechanical inerter device using living-hinges</article-title>. <source>J. Frankl. Inst.</source> <volume>356</volume>, <fpage>7650</fpage>&#x2013;<lpage>7668</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jfranklin.2019.01.036</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Seismic control of multidegree-of-freedom structures using a concentratedly arranged tuned viscous mass damper</article-title>. <source>Earthq. Eng. Struct. Dyn.</source> <volume>52</volume>, <fpage>4708</fpage>&#x2013;<lpage>4732</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/eqe.3977</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Keivan</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Phillips</surname>
<given-names>B. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikenaga</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Causal realization of rate-independent linear damping for the protection of low-frequency structures</article-title>. <source>J. Eng. Mech.</source> <volume>143</volume>, <fpage>04017058</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(asce)em.1943-7889.0001259</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kida</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Inoue</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). &#x201c;<article-title>Applicability of force-restricted tuned viscous mass dampers to high-rise buildings subjected to long-period ground motions</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 15th world conference on earthquake engineering</conf-name> (<publisher-loc>Lisbon, Portugal</publisher-loc>: <publisher-name>LISBOA</publisher-name>).</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ryu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chung</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Seismic performance of structures connected by viscoelastic dampers</article-title>. <source>Eng. Struct.</source> <volume>28</volume>, <fpage>183</fpage>&#x2013;<lpage>195</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.engstruct.2005.05.014</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lazar</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Neild</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wagg</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Using an inerter-based device for structural vibration suppression</article-title>. <source>Earthq. Eng. Struct. Dyn.</source> <volume>43</volume>, <fpage>1129</fpage>&#x2013;<lpage>1147</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/eqe.2390</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Licari</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sorace</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Terenzi</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Nonlinear modeling and mitigation of seismic pounding between r/c frame buildings</article-title>. <source>J. Earthq. Eng.</source> <volume>19</volume>, <fpage>431</fpage>&#x2013;<lpage>460</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/13632469.2014.984370</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lobato</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Steffen</surname>
<given-names>Jr V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <source>Multi-objective optimization problems: concepts and self-adaptive parameters with mathematical and engineering applications</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Luo</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Unifying causal model of rate-independent linear damping for effectively reducing seismic response in low-frequency structures</article-title>. <source>Earthq. Eng. Struct. Dyn.</source> <volume>50</volume>, <fpage>2355</fpage>&#x2013;<lpage>2378</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/eqe.3450</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Luo</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chong</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Keivan</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Phillips</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Performance of low-frequency structures incorporated with rate-independent linear damping</article-title>. <source>Eng. Struct.</source> <volume>181</volume>, <fpage>324</fpage>&#x2013;<lpage>335</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.engstruct.2018.12.022</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bi</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hao</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Inerter-based structural vibration control: a state-of-the-art review</article-title>. <source>Eng. Struct.</source> <volume>243</volume>, <fpage>112655</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.engstruct.2021.112655</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Makris</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kampas</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Seismic protection of structures with supplemental rotational inertia</article-title>. <source>J. Eng. Mech.</source> <volume>142</volume>, <fpage>04016089</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(asce)em.1943-7889.0001152</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Makris</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Moghimi</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Response of seismic isolated structures with supplemental rotational inertia</article-title>. <source>Earthq. Eng. Struct. Dyn.</source> <volume>51</volume>, <fpage>2956</fpage>&#x2013;<lpage>2974</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/eqe.3709</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Marian</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Giaralis</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Optimal design of a novel tuned mass-damper-inerter (TMDI) passive vibration control configuration for stochastically support-excited structural systems</article-title>. <source>Probabilistic Eng. Mech.</source> <volume>38</volume>, <fpage>156</fpage>&#x2013;<lpage>164</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.probengmech.2014.03.007</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Marler</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arora</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>The weighted sum method for multi-objective optimization: new insights</article-title>. <source>Struct. Multidiscip. Optim.</source> <volume>41</volume>, <fpage>853</fpage>&#x2013;<lpage>862</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00158-009-0460-7</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mazza</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Labernarda</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Magnetic damped links to reduce internal seismic pounding in base-isolated buildings</article-title>. <source>Bull. Earthq. Eng.</source> <volume>18</volume>, <fpage>6795</fpage>&#x2013;<lpage>6824</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10518-020-00961-6</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nakamura</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fukukita</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tamura</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yamazaki</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matsuoka</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hiramoto</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Seismic response control using electromagnetic inertial mass dampers</article-title>. <source>Earthq. Eng. Struct. Dyn.</source> <volume>43</volume>, <fpage>507</fpage>&#x2013;<lpage>527</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/eqe.2355</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nakamura</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Watanabe</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kawamata</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1988</year>). &#x201c;<article-title>Seismic response control of structures by accelerated liquid mass damper</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 9th world conference on earthquake engineering</conf-name>, <fpage>785</fpage>&#x2013;<lpage>790</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ogino</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sumiyama</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). &#x201c;<article-title>Structural design of a high-rise building using tuned viscous mass dampers installed across three consecutive sotreys</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 12th international Conference on computational structures Technology (Naples, Italy)</conf-name>, <fpage>225</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.4203/ccp.106.225</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Design of structure with inerter system based on stochastic response mitigation ratio</article-title>. <source>Struct. Control Health Monit.</source> <volume>25</volume>, <fpage>e2169</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/stc.2169</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luo</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Demand-based optimal design of oscillator with parallel-layout viscous inerter damper</article-title>. <source>Struct. Control Health Monit.</source> <volume>25</volume>, <fpage>e2051</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/stc.2051</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Papageorgiou</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Houghton</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Smith</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Experimental testing and analysis of inerter devices</article-title>. <source>J. Dyn. Syst. Meas. Control</source> <volume>131</volume>, <fpage>011001</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.3023120</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qiao</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Domenico</surname>
<given-names>D. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Targeted modal response control of structures with inerter-based vibration absorbers considering modal interaction effects</article-title>. <source>J. Build. Eng.</source> <volume>64</volume>, <fpage>105692</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jobe.2022.105692</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Saito</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sugimura</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nakaminami</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kida</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Inoue</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). &#x201c;<article-title>Vibration tests of 1-story response control system using inertial mass and optimized softy spring and viscous element</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 15th world conference on earthquake engineering</conf-name> (<publisher-loc>Beijing, China</publisher-loc>: <publisher-name>WCEE</publisher-name>).</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Saitoh</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>On the performance of gyro-mass devices for displacement mitigation in base isolation systems</article-title>. <source>Struct. Control Health Monit.</source> <volume>19</volume>, <fpage>246</fpage>&#x2013;<lpage>259</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/stc.419</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Smith</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <article-title>Synthesis of mechanical networks: the inerter</article-title>. <source>IEEE Trans. automatic control</source> <volume>47</volume>, <fpage>1648</fpage>&#x2013;<lpage>1662</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tac.2002.803532</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Steuer</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1986</year>). &#x201c;<article-title>Multiple criteria optimization: theory, computation, and applications</article-title>,&#x201d; in <source>Wiley series in probability and mathematical statistics</source>.</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sugimura</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goto</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tanizawa</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saito</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ninomiya</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). &#x201c;<article-title>Response control effect of steel building structure using tuend viscous mass damper</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 15th international Conference on earthquake engineering</conf-name> (<publisher-loc>Lisbon, Portugal</publisher-loc>: <publisher-name>LISBOA</publisher-name>).</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Taflanidis</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Giaralis</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Patsialis</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Multi-objective optimal design of inerter-based vibration absorbers for earthquake protection of multi-storey building structures</article-title>. <source>J. Frankl. Inst.</source> <volume>356</volume>, <fpage>7754</fpage>&#x2013;<lpage>7784</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jfranklin.2019.02.022</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kezuka</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>Causal rate-independent damping device using a rotary inerter damper</article-title>. <source>Front. Built Environ.</source> <volume>10</volume>, <fpage>1411170</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fbuil.2024.1411170</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hong</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Designing and testing a hydraulic inerter</article-title>. <source>Proc. Institution Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci.</source> <volume>225</volume>, <fpage>66</fpage>&#x2013;<lpage>72</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1243/09544062jmes2199</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Watanabe</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Inoue</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kida</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nakaminami</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tanaka</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2012</year>). &#x201c;<article-title>Full-scale dynamic tests and analytical verification of a force-restricted tuned viscous mass damper</article-title>,&#x201d; in <conf-name>15th World Conference On Earthquake Engineering</conf-name> (<publisher-loc>Lisbon, Portugal</publisher-loc>: <publisher-name>LISBOA</publisher-name>).</citation>
</ref>
<ref id="B51">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xie</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>On characteristics of ground motion parameters for special long-period ground motions (in Chinese)</article-title>. <source>J. Earthq. Eng. Eng. Vib.</source> <volume>28</volume>, <fpage>20</fpage>&#x2013;<lpage>27</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xue</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Damping enhancement principle of inerter system</article-title>. <source>Struct. Control Health Monit.</source> <volume>27</volume>, <fpage>e2523</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/stc.2523</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B53">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kikuchi</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikenaga</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ikago</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Inoue</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Viscoelastically supported viscous mass damper incorporated into a seismic isolation system</article-title>. <source>J. Earthq. Tsunami</source> <volume>10</volume>, <fpage>1640009</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s1793431116400091</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>