• Title/Summary/Keyword: 동적기하

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Analysis of bankfull discharge characteristics and distribution/generation of bankfull discharge for bed change simulation (만제유량 특성 분석 및 하상변동 모의를 위한 유량의 배분/생성)

  • Lee, Woong Hee;Choi, Heung Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.70-70
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    • 2015
  • 하천에서의 수문/수리적 특성은 주수로의 다양한 지형학적 형태로 나타난다. 특히 흐름과 수반된 유사량의 변화는 하천의 지형학적, 수리기하적 특성을 지배하며, 하도의 물리적 시스템을 변화시켜 동적 평형에 이르게 된다. 하천에서 하도 형성에 지배적인 역할을 하는 수리특성은 하도형성유량으로 지배유량이며, 보통 만제유량을 사용한다. Dunne and Leopold(1978)는 만제유량을 유사의 이송, 하천의 사행, 유선형의 변화 등 하천의 일반적인 형태를 변화시키며, 주수로의 특성을 형성하는 유량으로 정의하였다. 이와 같이 수리 지형학적 특성을 반영하는 만제유량은 하천의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 한강 수계 20개 하천, 27개 수위 관측소의 최소 10년 이상의 실측 자료를 기반으로 다년간의 연평균 실측유량을 산정하였으며, McCandless(2003)가 제시한 지형학적 만제지표를 이용하여 추정한 만제유량과의 상관성을 분석하였다. 추정된 만제유량은 HEC-RAS model을 이용하여 만제하폭, 만제수심, 만제 시 평균유속을 산정하였다. 27개 지점의 실측유량과 만제유량의 상관성 분석결과 만제유량은 연평균 일유량의 7.7배로 나타났다. 따라서 만제유량을 7일 평균유량(1 week mean discharge)으로 정의하였으며, 수정된 7일 유량과 만제유량의 RMSE는 13.90 m/s, MAPE는 9.94 %로 상관성이 매우 높게 나타났다. 또한 만제유량과 만제하폭, 만제수심, 평균유량, 구간경사와 상관성 분석결과 개별적으로의 상관성은 나타나지 않았으나, 만제하폭, 수심, 평균유량과 만제유량에 대한 회귀 분석을 실시한 결과 $R^2$는 0.911로 매우 높게 나타났으며, 구간경사를 추가하여 분석한 결과 $R^2$가 0.914로 증가하였다. 따라서 만제유량은 수리 기하학적 특성이 모두 반영된 하천 특성을 나타내는 복합적인 지표임을 확인하였다. 아울러 만제유량을 통해 추정된 연평균 유량($48{\cdot}Q_{bf}$)을 우리나라의 월간 유출량 분포 비율을 이용하여 일유량으로 배분/생성하였으며, 생성된 일유량을 통해 CCHE2D model을 이용하여 하상변동 모의를 수행하였다. 대상 구간은 병성천 최하류로부터 상류로 7 km 구간이며, 2013년 1월과 12월 측량 자료를 통한 1년간의 실제 하상 변동 자료와 2013년 실측 유량자료에 따른 하상변동 모의 결과 및 만제유량에 의해 배분/생성된 일유량에 따른 하상변동 모의 결과를 비교하였다. 비교 분석 결과 7일 평균 유량으로 정의된 만제유량을 통해 배분/생성된 유량의 수치모의 결과는 실제 측량자료 및 실측유량자료에 따른 하상변동 결과와 매우 일치하는 것을 확인하였다.

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Analysis of bankfull discharge characteristics and distribution/generation of bankfull discharge for bed change simulation (만제유량 특성 분석 및 하상변동 모의를 위한 유량의 배분/생성)

  • Lee, Woong Hee;Choi, Heung Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.580-580
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    • 2015
  • 하천에서의 수문/수리적 특성은 주수로의 다양한 지형학적 형태로 나타난다. 특히 흐름과 수반된 유사량의 변화는 하천의 지형학적, 수리기하적 특성을 지배하며, 하도의 물리적 시스템을 변화시켜 동적 평형에 이르게 된다. 하천에서 하도 형성에 지배적인 역할을 하는 수리특성은 하도형성 유량으로 지배유량이며, 보통 만제유량을 사용한다. Dunne and Leopold(1978)는 만제유량을 유사의 이송, 하천의 사행, 유선형의 변화 등 하천의 일반적인 형태를 변화시키며, 주수로의 특성을 형성하는 유량으로 정의하였다. 이와 같이 수리 지형학적 특성을 반영하는 만제유량은 하천의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 한강 수계 20개 하천, 27개 수위 관측소의 최소 10년 이상의 실측 자료를 기반으로 다년간의 연평균 실측유량을 산정하였으며, McCandless(2003)가 제시한 지형학적 만제지표를 이용하여 추정한 만제유량과의 상관성을 분석하였다. 추정된 만제유량은 HEC-RAS model을 이용하여 만제하폭, 만제수심, 만제 시 평균유속을 산정하였다. 27개 지점의 실측유량과 만제유량의 상관성 분석결과 만제유량은 연평균 일유량의 7.7배로 나타났다. 따라서 만제유량을 7일 평균유량(1 week mean discharge)으로 정의하였으며, 수정된 7일 유량과 만제유량의 RMSE는 13.90m/s, MAPE는 9.94 %로 상관성이 매우 높게 나타났다. 또한 만제유량과 만제하폭, 만제수심, 평균유량, 구간경사와 상관성 분석결과 개별적으로의 상관성은 나타나지 않았으나, 만제하폭, 수심, 평균유량과 만제유량에 대한 회귀 분석을 실시한 결과 $R^2$는 0.911로 매우 높게 나타났으며, 구간경사를 추가하여 분석한 결과 $R^2$가 0.914로 증가하였다. 따라서 만제유량은 수리 기하학적 특성이 모두 반영된 하천 특성을 나타내는 복합적인 지표임을 확인하였다. 아울러 만제유량을 통해 추정된 연평균 유량($48{\cdot}Q_{bf}$)을 우리나라의 월간 유출량 분포 비율을 이용하여 일유량으로 배분/생성하였으며, 생성된 일유량을 통해 CCHE2D model을 이용하여 하상변동 모의를 수행하였다. 대상 구간은 병성천 최하류로부터 상류로 7 km 구간이며, 2013년 1월과 12월 측량 자료를 통한 1년간의 실제 하상 변동 자료와 2013년 실측 유량자료에 따른 하상변동모의 결과 및 만제유량에 의해 배분/생성된 일유량에 따른 하상변동 모의 결과를 비교하였다. 비교 분석 결과 7일 평균 유량으로 정의된 만제유량을 통해 배분/생성된 유량의 수치모의 결과는 실제 측량자료 및 실측유량자료에 따른 하상변동 결과와 매우 일치하는 것을 확인하였다.

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In-Plane Extensional Vibration Analysis of Asymmetric Curved Beams with Linearly Varying Cross-Section Using DQM (미분구적법(DQM)을 이용한 단면적이 선형적으로 변하는 비대칭 곡선보의 내평면 신장 진동해석)

  • Kang, Ki-Jun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.20 no.5
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    • pp.612-620
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    • 2019
  • The increasing use of curved beams in buildings, vehicles, ships, and aircraft has results in considerable effort being directed toward developing an accurate method for analyzing the dynamic behavior of such structures. The stability behavior of elastic curved beams has been the subject of a large number of investigations. Solutions of the relevant differential equations have traditionally been obtained by the standard finite difference. These techniques require a great deal of computer time as the number of discrete nodes becomes relatively large under conditions of complex geometry and loading. One of the efficient procedures for the solution of partial differential equations is the method of differential quadrature. The differential quadrature method(DQM) has been applied to a large number of cases to overcome the difficulties of the complex algorithms of programming for the computer, as well as excessive use of storage due to conditions of complex geometry and loading. In this study, the in-plane extensional vibration for asymmetric curved beams with linearly varying cross-section is analyzed using the DQM. Fundamental frequency parameters are calculated for the member with various parameter ratios, boundary conditions, and opening angles. The results are compared with the result by other methods for cases in which they are available. According to the analysis of the solutions, the DQM, used only a limited number of grid points, gives results which agree very well with the exact ones.

Application of Vision-based Measurement System for Estimation of Dynamic Characteristics on Hanger Cables (행어케이블의 동특성 추정을 위한 영상계측시스템 적용)

  • Kim, Sung-Wan;Kim, Nam-Sik
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.32 no.1A
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    • pp.1-10
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    • 2012
  • Along with the development of coasts, islands and mountains, the demand of long-span bridges increases which, in turn, brings forth the construction of cable-supported bridges like suspension and cable-stayed bridges. There are various types of statically indeterminate structures widely applied that supported the main girder with stay cables, main cables, hanger cables with aesthetic structural appearance. As to the cable-supported bridges, the health monitoring of a bridge can be identified by measuring tension force on cable repeatedly. The tension force on cable is measured either by direct measurement of stress of cable using load cell or hydraulic jack, or by vibration method estimating tension force using cable shape and measured dynamic characteristics. In this study, a method to estimate dynamic characteristics of hanger cables by using a digital image processing is suggested. Digital images are acquired by a portable digital camcorder, which is the sensor to remotely measure dynamic responses considering convenient and economical aspects for use. A digital image correlation(DIC) technique is applied for digital image processing, and an image transform function(ITF) to correct the geometric distortion induced from the deformed images is used to estimate subpixel. And, the correction of motion of vision-based measurement system using a fixed object in an image without installing additional sensor can be enhanced the resolution of dynamic responses and modal frequencies of hanger cables.

Monitoring of a Steel Plate Girder Railroad Bridge with Fiber Bragg Grating Sensors (광섬유 격자센서를 이용한 철도 판형교의 증속 실험)

  • Chung, Won Seok;Kang, Dong Hoon;Choi, Eun Soo;Kim, Hyun Min
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.17 no.6 s.79
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    • pp.681-688
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    • 2005
  • This study investigates an existing steel plate girder railroad bridge after superstructure rehabilitation to monitor static and dynamic responses using Fiber Bragg Grating (FBG) sensors. This paper also presents an experimental technique to estimate the vertical deflection of the bridge using FBG sensors. Seven FBG sensors are multiplexed in a single optical fiber and installed in parallel pairs along the length of the bridge, with one set at the top flange and the other at the bottom flange. In addition to FBG sensors, a conventional electric strain gauge and anLVDT are installed at the mid-span of the bridge for comparison. A test train consisting of one locomotive is placed at the center of the bridge to produce the maximum static effect. The train is also made to pass over the bridge at different speeds ranging from 10 km/h to 90 km/h to monitor the dynamic response of the bridge. This study demonstrates that the measured strains using the FBG sensor compared well with the readings from the electric strain gauge. The results show that the proposed instrumentation technique is capable of estimating the vertical deflection of the bridge for various loading conditions, which is crucial in structural health monitoring. Several dynamic characteristics of the bridge were also identified.

Semi-rigid Elasto-Plastic Post Buckling Analysis of Space Frame by Using the Explicit Arc-Length Method (명시적 호장법을 이용한 공간프레임의 반강접 탄소성 후좌굴 해석)

  • Lee, Kyoung-Soo;Han, Sang-Eul
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.23 no.5
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    • pp.535-546
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    • 2011
  • In this paper, semi-rigid elasto-plastic post-buckling analysis of a space frame was performed using various explicit arc-length methods. Various explicit arc-length methodsand a large-deformation and small-strain elasto-plastic 3D space frame element with semi-rigid connections and plastic hinges were developed. This element can be appliedto both explicit and implicit numerical algorithms. In this study, the Dynamic Relaxation method was adopted in the predictor and corrector processesto formulate an explicit arc-length algorithm. The developed "explicit-predictor" or "explicit-corrector" were used in the elasto-plastic post-buckling analysis. The Eulerian equations for a beam-column with finite rotation, which considers the bowing effects, were adopted for the elastic system and extended to theinelastic system with a plastic hinge concept. The derived tangent stiffness matrix was asymmetrical due to the finite rotation. The joint connection elements were introduced for semi-rigidity using a static condensation technique. Semi-rigid elasto-plastic post-buckling analyses were carried out to demonstrate the potential of the developed explicit arc-length method and advanced space frame element in terms of accuracy and efficiency.

Pace and Facial Element Extraction in CCD-Camera Images by using Snake Algorithm (스네이크 알고리즘에 의한 CCD 카메라 영상에서의 얼굴 및 얼굴 요소 추출)

  • 판데홍;김영원;김정연;전병환
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.535-542
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    • 2002
  • 최근 IT 산업이 급성장하면서 화상 회의, 게임, 채팅 등에서의 아바타(avatar) 제어를 위한 자연스러운 인터페이스 기술이 요구되고 있다. 본 논문에서는 동적 윤곽선 모델(active contour models; snakes)을 이용하여 복잡한 배경이 있는 컬러 CCD 카메라 영상에서 얼굴과 눈, 입, 눈썹, 코 등의 얼굴 요소에 대해 윤곽선을 추출하거나 위치를 파악하는 방법을 제안한다. 일반적으로 스네이크 알고리즘은 잡음에 민감하고 초기 모델을 어떻게 설정하는가에 따라 추출 성능이 크게 좌우되기 때문에 주로 단순한 배경의 영상에서 정면 얼굴의 추출에 사용되어왔다 본 연구에서는 이러한 단점을 파악하기 위해, 먼저 YIQ 색상 모델의 I 성분을 이용한 색상 정보와 차 영상 정보를 사용하여 얼굴의 최소 포함 사각형(minimum enclosing rectangle; MER)을 찾고, 이 얼굴 영역 내에서 기하학적인 위치 정보와 에지 정보를 이용하여 눈, 입, 눈썹, 코의 MER을 설정한다. 그런 다음, 각 요소의 MER 내에서 1차 미분과 2차 미분에 근거한 내부 에너지와 에지에 기반한 영상 에너지를 이용한 스네이크 알고리즘을 적용한다. 이때, 에지 영상에서 얼굴 주변의 복잡한 잡음을 제거하기 위하여 색상 정보 영상과 차 영상에 각각 모폴로지(morphology)의 팽창(dilation) 연산을 적용하고 이들의 AND 결합 영상에 팽창 연산을 다시 적용한 이진 영상을 필터로 사용한다. 총 7명으로부터 양 눈이 보이는 정면 유사 방향의 영상을 20장씩 취득하여 총 140장에 대해 실험한 결과, MER의 오차율은 얼굴, 눈, 입에 대해 각각 6.2%, 11.2%, 9.4%로 나타났다. 또한, 스네이크의 초기 제어점을 얼굴은 44개, 눈은 16개, 입은 24개로 지정하여 MER추출에 성공한 영상에 대해 스네이크 알고리즘을 수행한 결과, 추출된 영역의 오차율은 각각 2.2%, 2.6%, 2.5%로 나타났다.해서 Template-based reasoning 예를 보인다 본 방법론은 검색노력을 줄이고, 검색에 있어 Feasibility와 Admissibility를 보장한다.매김할 수 있는 중요한 계기가 될 것이다.재무/비재무적 지표를 고려한 인공신경망기법의 예측적중률이 높은 것으로 나타났다. 즉, 로지스틱회귀 분석의 재무적 지표모형은 훈련, 시험용이 84.45%, 85.10%인 반면, 재무/비재무적 지표모형은 84.45%, 85.08%로서 거의 동일한 예측적중률을 가졌으나 인공신경망기법 분석에서는 재무적 지표모형이 92.23%, 85.10%인 반면, 재무/비재무적 지표모형에서는 91.12%, 88.06%로서 향상된 예측적중률을 나타내었다.ting LMS according to increasing the step-size parameter $\mu$ in the experimentally computed. learning curve. Also we find that convergence speed of proposed algorithm is increased by (B+1) time proportional to B which B is the number of recycled data buffer without complexity of computation. Adaptive transversal filter with proposed data recycling buffer algorithm could efficiently reject ISI of channel and increase speed of convergence in avoidance burden of computational complexity in reality when it was experimented having the same condition of

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Compact Field Remapping for Dynamically Allocated Structures (동적으로 할당된 구조체를 위한 압축된 필드 재배치)

  • Kim, Jeong-Eun;Han, Hwan-Soo
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.32 no.10
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    • pp.1003-1012
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    • 2005
  • The most significant difference of embedded systems from general purpose systems is that embedded systems are allowed to use only limited resources including battery and memory. Especially, the number of applications increases which deal with multimedia data. In those systems with high data computations, the delay of memory access is one of the major bottlenecks hurting the system performance. As a result, many researchers have investigated various techniques to reduce the memory access cost. Most programs generally have locality in memory references. Temporal locality of references means that a resource accessed at one point will be used again in the near future. Spatial locality of references is that likelihood of using a resource gets higher if resources near it were just accessed. The latest embedded processors usually adapt cache memory to exploit these two types of localities. Processors access faster cache memory than off-chip memory, reducing the latency. In this paper we will propose the enhanced dynamic allocation technique for structure-type data in order to eliminate unused memory space and to reduce both the cache miss rate and the application execution time. The proposed approach aggregates fields from multiple records dynamically allocated and consecutively remaps them on the memory space. Experiments on Olden benchmarks show $13.9\%$ L1 cache miss rate drop and $15.9\%$ L2 cache miss drop on average, compared to the previously proposed techniques. We also find execution time reduced by $10.9\%$ on average, compared to the previous work.

Conjunctive Boolean Query Optimization based on Join Sequence Separability in Information Retrieval Systems (정보검색시스템에서 조인 시퀀스 분리성 기반 논리곱 불리언 질의 최적화)

  • 박병권;한욱신;황규영
    • Journal of KIISE:Databases
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    • v.31 no.4
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    • pp.395-408
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    • 2004
  • A conjunctive Boolean text query refers to a query that searches for tort documents containing all of the specified keywords, and is the most frequently used query form in information retrieval systems. Typically, the query specifies a long list of keywords for better precision, and in this case, the order of keyword processing has a significant impact on the query speed. Currently known approaches to this ordering are based on heuristics and, therefore, cannot guarantee an optimal ordering. We can use a systematic approach by leveraging a database query processing algorithm like the dynamic programming, but it is not suitable for a text query with a typically long list of keywords because of the algorithm's exponential run-time (Ο(n2$^{n-1}$)) for n keywords. Considering these problems, we propose a new approach based on a property called the join sequence separability. This property states that the optimal join sequence is separable into two subsequences of different join methods under a certain condition on the joined relations, and this property enables us to find a globally optimal join sequence in Ο(n2$^{n-1}$). In this paper we describe the property formally, present an optimization algorithm based on the property, prove that the algorithm finds an optimal join sequence, and validate our approach through simulation using an analytic cost model. Comparison with the heuristic text query optimization approaches shows a maximum of 100 times faster query processing, and comparison with the dynamic programming approach shows exponentially faster query optimization (e.g., 600 times for a 10-keyword query).

Explicit Stress-Erection and Ultimate Load Analysis of Unit STRARCH Frame Considering Geometrically and Materially Nonlinear Characteristics (기하학적 재료적 비선형 특성을 고려한 스트라치 단위부재의 명시적 긴장설치 및 극한하중 해석)

  • Lee, Kyoung-Soo;Han, Sang-Eul
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.23 no.4
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    • pp.429-438
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    • 2011
  • In this study, the explicit numerical algorithm was proposed to simulate the stress erection process and ultimate-load analysis of the strarch (stressed arch) system. The strarch system is a unique and innovative structural system and member prestress comprising prefabricated plane truss frames erected through a post-tensioning stress erection procedure. The flexible bottom chord, which has sleeve and gap details, is closed by the reaction force of the prestressing tendon. The prestress imposed on the tendon will enable the strarch system to be erected. This post-tensioning process is called "stress erection process." During this process, plastic rigid-body rotation occurs to the flexible top chord due to the excessive amount of plastic strain, and the structural characteristic is unstable. In this study, the dynamic relaxation method (DRM) was adopted to calculate the nonlinear equilibrium equation of the system, and a displacement-based finite-element-formulated filament beam element was used to simulate the nonlinear behavior of the top chord sections of the strarch system. The section of the filament beam element was composed by the amount of filaments, which can be modeled by various material models. The Ramberg-Osgood and bilinear kinematic elastic plastic material models were formulated for the nonlinear material behaviors of the filaments. The numerical results that were obtained in the present study were compared with the experiment results of the stress erection and with the results of the ultimate-load analysis of the strarch unit frame. The results of the present studies are in good agreement with the previous experiment results, and the explicit DRM enabled the analysis of the post-buckling behaviors of the strarch unit frame.