A distance measure between two Latin-hypercube designs is defined and its expected value is computed. It was computed by using mathematical statistics, numerical analysis (multidimensional numerical integration), Monte-carlo method, and the theory of asymptotic normal distribution. For the comparison of two Latin-hypercube designs with same structure but different randomness, the difference of expected values of response function and information mass of experimental designs are considered. These methods may be useful in comparison between two general experimental designs.
Some optimal designs and data analysis methods based on a Gaussian spatial linear model for computer simulation experiments are considered. For designs of computer experiments, Latin-hypercube designs and some optimal designs are combined. A two-stage computational (2-points exchange and Newton-type) algorithm for finding the optimal Latin-hypercube design is presented. The spatial prediction model which was discussed by Sacks, Welch, Mitchell and Wynn(1989) for computer experiments, is used for analysis of the simulated data. Moreover, a method of contructing sequential (optimal) Latin-hypercube designs is considered. An application of this approach to the quality improvement and optimization of the integrated circuit design via the main-effects plot and the sequential experimental strategy is presented.
Proceedings of the Korean Statistical Society Conference
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2001.11a
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pp.115-120
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2001
라틴 하이퍼큐브 실험계획은 전산실험을 위하여 Mckay, Beckman과 Conover(1979)에 의해 고안된 방법으로 실험을 한번 시행하는데 많은 시간과 비용이 들거나 인자가 많은 실험에 효율적으로 사용할 수 있다. 하지만 이 실험계획 역시 실험영역 전체에서 골고루 배치되지 않을 가능성이 있으므로 이를 보완하려는 시도가 이루어져 왔으며, 여기서는 good lattice points(glp)와 계통추출을 응용하여 격자기반(lattice-based) Lhd의 두 가지 방법을 제안하였다. 모의실험 결과 glp 실험계획을 응용한 "방법 1"은 모형을 가정한 엔트로피에 기초한 최적 기준으로 검토한 경우 우수하였다. "방법 2"는 표본조사에 널리 쓰이는 계통추출을 응용하였으며 입력변수가 각기 다른 9개의 실험함수에 관하여 표본 평균의 추정치와 분산, MSE를 비교한 결과, 다른 실험계획들보다 우수하였다. 이 결과는 실험점이 실험영역 전체에서 골고루 퍼져서 나타난 것으로 보이며, 향후 전산실험계획에서의 응용을 기대할 수 있다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.36
no.9
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pp.1065-1071
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2012
Wind energy is becoming one of the most preferable alternatives to conventional sources of electric power that rely on fossil fuels. For stable electric power generation, constant rotating speed control of a wind turbine is performed through pitch control and stall control of the turbine blades. Recently, variable pitch control has been implemented in modern wind turbines to harvest more energy at variable wind speeds that are even lower than the rated one. Although wind turbine pitch controllers are currently optimized using a step response via the Ziegler-Nichols auto-tuning process, this approach does not satisfy the requirements of variable pitch control. In this study, the variable pitch controller was optimized by a genetic algorithm using a neural network model that was constructed by the Latin Hypercube sampling method to improve the Ziegler-Nichols auto-tuning process. The optimized solution shows that the root mean square error, rise time, and settle time are respectively improved by more than 7.64%, 15.8%, and 15.3% compared with the corresponding initial solutions obtained by the Ziegler-Nichols auto-tuning process.
The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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v.18
no.6
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pp.262-274
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2019
The purpose of this study is to estimate the minimum proportion of probe vehicles for obtaining expressway traffic information using VISSIM, a micro traffic simulation model, between Yongin IC and Yangji IC on Yeongdong Expressway. 7,200 scenarios were created for the experiment, and 40 scenarios were adopted using the Latin hypercube sampling method because it was difficult to perform all the scenarios through experiments. The reliability of the experiment was improved by adding a situation when the general situation and the accident situation exist. In the experiments, the average travel time of probe vehicles at different market penetration rates were compared with the average travel time of the entire vehicles. As a result, the minimum market penetration rate of probe vehicles for obtaining expressway traffic information was found to be 45%. In addition, it is estimated that 25% market penetration rate of probe vehicle can meet 70% of traffic situations in accident scenario.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.19
no.6
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pp.72-79
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2015
An efficient and practical reliability evaluation method is proposed for the coastal structures in this paper. It is capable of evaluating reliability of real complicated coastal structures considering uncertainties in various sources of design parameters, such as wave and current loads, resistance-related design variables including Young's modulus and compressive strength of the reinforced concrete, soil parameters, and boundary conditions. It is developed by intelligently integrating the Latin Hypercube sampling (LHS), Monte Carlo simulation (MCS) and the finite element method (FEM). The LHS-based MCS is used to significantly reduce the computational effort by limiting the number of simulation cycles required for the reliability evaluation. The applicability and efficiency of the proposed method were verified using a caisson-type breakwater structure in the numerical example.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.14
no.5
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pp.119-127
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2010
This paper provides a new approach for durability prediction of reinforced concrete structures exposed to carbonation. In this method, the prediction can be updated successively by a Bayes' theorem when additional data are available. The stochastic properties of model parameters are explicitly taken into account in the model. To simplify the procedure of the model, the probability of the durability limit is determined based on the samples obtained from the Latin Hypercube Sampling(LHS) technique. The new method may be very useful in design of important concrete structures and help to predict the remaining service life of existing concrete structures which have been monitored. For using the new method, in which the prior distribution is developed to represent the uncertainties of the carbonation velocity using data of concrete structures(3700 specimens) in Korea and the likelihood function is used to monitor in-situ data. The posterior distribution is obtained by combining a prior distribution and a likelihood function. Efficiency of the LHS technique for simulation was confirmed through a comparison between the LHS and the Monte Calro Simulation(MCS) technique.
In this paper, shape optimization based on three-dimensional flow analysis has been performed for impeller design of centrifugal compressor. To evaluate the objective function of an isentropic efficiency, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations are solved with SST (Shear Stress Transport) turbulence model. The governing equations are discretized by finite volume approximations. The optimization techniques based on the radial basis neural network method are used for the optimization. Latin hypercube sampling as design of experiments is used to generate thirty design points within design space. Sequential quadratic programming is used to search the optimal point based on the radial basis neural network model. Four geometrical variables concerning impeller shape are selected as design variables. The results show that the isentropic efficiency is enhanced effectively from the shape optimization by the radial basis neural network method.
This study presents a numerical procedure to optimize the shape of staggered dimple surface to enhance turbulent heat transfer in a rectangular channel. The RBNN method is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer with shear stress transport (SST) turbulence model. The dimple depth-to-dimple print diameter (d/D), channel height-to-dimple print diameter ratio (H/D), and dimple print diameter-to-pitch ratio (D/S) are chosen as design variables. The objective function is defined as a linear combination of heat transfer related term and friction loss related term with a weighting factor. Latin Hypercube Sampling (LHS) is used to determine the training points as a mean of the design of experiment. The optimum shape shows remarkable performance in comparison with a reference shape.
This study presents a numerical procedure to optimize the shape of stepped circular pin-fins to enhance turbulent heat transfer. The KRG method is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer with shear stress transport turbulent model. The objective function is defined as a linear combination of heat transfer and friction loss related terms with a weighting factor. Ten training points are obtained by Latin Hypercube Sampling for two design variables. Optimum shape has been successfully obtained with the increased objective function.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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