• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.649-653
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• 2014

대부분의 신뢰성 기반 최적설계는 최적설계 과정에서 설계점이 이동함에도 불구하고 설계변수의 불확실성은 변하지 않는다. 하지만 실제 문제에서 설계변수의 값에 따라 불확실성이 변하는 경우가 있다. 예를 들어 철판의 두께가 설계변수이고, 철판의 제작공차가 불확실성인 경우, 철판의 두께에 따라 철판의 제작공차가 달라지기 때문에 설계변수의 값에 따라 그 값의 불확실성이 변한다. 본 연구에서는 설계변수의 값에 따라 불확실성이 변하는 것을 변동 불확실성으로 정의하고, 이를 신뢰성 기반 최적설계에 적용하는 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계 기법을 제안한다. 수학예제에서 변동 불확실성을 고려하지 않은 신뢰성 기반 최적설계와 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계의 비교를 통해 제안한 방법의 필요성을 확인한다. 또한 엔진 크래들의 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계를 통해 제안한 방법의 유용성을 확인한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.39-39
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• 2016

기후 변화의 수자원 영향 평가에서 전지구모형이 갖는 불확실성이나 이산화탄소 배출 등의 시나리오별 불확실성에 대해서는 많은 연구가 진행되어져 왔으나, 외부의 변화가 아닌 지구 시스템상의 내부 변화에 대한 자연적인 변동성에 대해서는 상대적으로 연구가 미흡한 상태이다. 대표적인 내적 변동성의 예시로 엘리뇨 또는 라니뇨 현상을 들 수 있으며, 일정 영역 해수의 온도 변화에 따른 순환정도가 전세계적으로 큰 영향 (태풍, 가뭄, 홍수 등)을 주는 것을 확인할 수 있었다. 유역에서의 침식 및 퇴적 현상에서도 기후변화에서와 비슷한 내적변동성의 영향이 관찰되어지나, 과거의 대부분의 연구는 외적변동성의 영향에만 집중되어 왔다. 가장 빈번하게 발생하는 예로, 토양 표면의 미묘한 변화 (aggregation, dispersion, shielding, crusting 등)때문에 같은 양의 강우 또는 유출이 발생하는 경우라도 같은 양의 침식량이 발생하지 않는 현상을 들 수 있다. 여기에서 다루어지는 침식량의 '다름'은 같은 지역에서라도 적게는 수십배에서 크게는 수백배까지 예측량이 다를 수 있음을 뜻한다. 이러한 다름이 그동안 수자원/지질학을 연구하는 학자 및 실무자로 하여금 수치모델을 적용하고 예측하는 것을 어렵게 했던 원인이 되었다. 본 연구에서는 기후 변화가 가져올 수자원의 영향 평가를 수행할 것이다. 관심있는 기후변화 변수로서 기온 및 강수량을 시간단위로 상세화할 것이며, 변화한 기후의 영향을 평가할 수자원의 현상으로는 증발산, 토양수분량, 유출량, 하천에서의 수심 및 첨두량, 침식량 등을 고려할 것이다. 물리현상을 모의하기 위해, 유역기반의 수리, 수문, 침식 및 퇴적 현상을 동시에 계산할 수 있는 통합모델을 개발하였고 적용하였다. 여기에서 얻은 결과로부터 내적 변동성이 수자원 현상에 미치는 불확실성을 확률통계적인 기법을 이용하여 정량화할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.660-665
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• 2004

본 연구에서는 비선형적인 메커니즘을 갖는 수문현상의 불확실성을 해석하고자 하는 목적으로 새로운 개념의 지배방정식이 유도된다. 제안된 모형의 불확실성은 토양 특성치의 공간적 변동성에 기인하고 있는 것으로 가정하여, 유도된 방정식은 Fokker-Planckl 방정식의 형태를 가지고 있다. 실제 유역단위에서 토양 내 수분 흐름의 연직방향 흐름을 모의하기 위해 미소단위에서 유도된 Richards 방정식은 토양의 공간적 변동성으로 말미암아 불확실한 매개변수를 갖는 비선형 추계학적 편미분방정식의 형태를 갖게 된다. 이는 먼지 수직 방향적분을 통하여 단순화된 비선형 추계학적 상미분방정식으로 전환되고, 이렇게 전환된 비선형 추계학적 상미분방정식은 다시 추계학적 Liouville 방정식을 이용하여 선형 추계학적 편미분방정식으로 전환되어진다. 최종적으로 cumulant 급수방법을 이용하여 상기 방정식을 선형 결정론적 편미분방정식으로 전환시킴으로써, 강우 시 토양 내 수분 침투현상을 모형화할 경우 유역단위에서 토양의 공간적 변동성을 설명할 수 있는 지배방정식을 유도할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.610-614
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• 2010

지구온난화에 따른 이상기후 현상으로 불확실성에 대한 고려가 더욱 중요해진 지금 설계빈도의 무조건적인 상향조정에 의존하기보다는 추계학적 방법을 도입한 수문량의 확충 및 매개변수의 불확실성을 고려하기 위한 연구가 활발히 진행중이다. 본 연구에서는 강우발생의 불확실성을 반영하여 제내지에서의 침수 범위를 GIS상에서 검토하기 위해 log-ratio 방법, Johnson 시스템, 직교변환을 활용한 다변량 Monte Carlo 기법으로 추계학적 시간에 따른 강우변동을 생성하였다. 생성된 강우변동 결과를 토대로 수문분석, 홍수위 분석 등을 실시하고 FLUMEN 모형을 적용하여 해당유역에 대한 홍수범람시 침수범위를 산정하였다. 본 연구결과는 실제 강우의 불확실성을 반영하고 있어 시 공간적 강우특성이 반영된 유역별 주민대피지도, 홍수위험지도 등을 제작하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.17-24
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• 2017

지진과 같은 외부 하중하에서 CFRD 거동은 사력존의 전단파 속도(또는 전단 탄성계수)분포에 큰 영향을 받는다. 일반적으로 사력존의 전단파 속도 분포는 주상도의 형태로 표면파 시험과 같은 비파괴 시험에 의해 결정될 수 있다. 이때 한정된 수의 실험에서 결정된 전단파 속도 주상도에는 불확실성이 존재하며, 이러한 불확실성은 사력존에 존재하는 물성치 공간 변동성에 의해 발생하게 된다. 내진 해석과 같은 다양한 해석에서 물성치 변동성에 의해 발생할 수 있는 해석 결과의 불확실성은 신뢰성 기반 해석을 통해 고려될 수 있다. 신뢰성 기반해석에서는 재료 물성치의 변동계수 결정을 통해 이러한 불확실성을 해석에 반영한다. 본 연구에서는 국내 CFRD 사력존을 위한 전단파 속도변동계수를 결정하였다. 이를 위해 국내 CFRD 사력존에서 결정된 전단파 속도 주상도들과 하모닉 웨이브릿 해석에 기반한 기법을 사용하여 국내 CFRD 사력존에 존재 가능한 600개의 전단파 속도 주상도를 생성하고 이를 이용하여 사력존 전단파 속도 분포의 깊이별 변동계수를 결정하였다.

• 응용통계연구
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• 제27권1호
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• pp.123-132
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• 2014

인플레이션의 불확실성은 기업투자의 기회비용 산정 등에 어려움을 줌으로써 설비투자를 위축시킬 수 있다. 본 연구에서는 우리나라에서도 이러한 가설의 성립여부를 검정하고자 시변모수(Time-Varying) GARCH모형과 품목별 상대가격 변동성을 통해 인플레이션과 관련된 불확실성을 측정하고 동 불확실성이 기업의 설비투자에 미치는 영향을 살펴보았다. 인플레이션 불확실성을 인플레이션율의 불확실성과 품목별 상대가격 변동성으로 각각 산출하여 추이를 살펴보면 우리나라의 인플레이션율이 구조적으로 낮아진 2000년대 이후에도 인플레이션 관련 변동성이 등락을 거듭하는 모습으로 보이고 있다. 또한, 동 지표들을 활용하여 설비투자와의 관계를 점검한 결과 인플레이션 불확실성은 예상한 바와 같이 기업의 설비투자에 유의한 부(-)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 이러한 인플레이션 불확실성의 비대칭적 효과를 살펴보기 위해 마코프 국면전환 회귀모형(Markov-Switching Regression Model)을 추정한 결과, 인플레이션 불확실성의 투자위축 효과가 경기위축기에 더욱 커지는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.165-165
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• 2021

전 세계적으로 하천 수질이 저하되고 있다. 이는 수생태계의 손상을 야기하고 인류를 위한 하천의 물 공급원 기능에 저해 요소로 작용한다. 오염된 수생태계에 대한 효과적인 맞춤형 관리전략을 수립하려면 수질의 시공간적 변동 요인을 이해하는 것이 중요하다. 시간적 및 공간적 변동성이 모두 중요하지만, 본 연구에서는 낙동강 전체 유역에서 나타나는 공간적인 변동성에 집중하여 하천 수질의 공간적 차이에 영향을 미치는 요인을 식별하고 그들의 상대적 중요성을 분석하고자 하였다. 분석을 위해 낙동강 유역 전역의 40개 수질오염총량관리 단위유역에서 5년 동안 수집된 하천 총인 농도와 유역특성 자료를 사용하였다. 총인 농도의 공간적 변동성에 영향을 미치는 주요 유역특성을 식별하기 위한 통계모델 선정을 위해 완전 탐색 접근법과 베이지안 추론이 적용되었다. 완전 탐색은 두 단계에 걸쳐 진행되었으며, 1 단계 완전 탐색의 결과로 유역특성 자료들의 중요도가 선정되었으며 2 단계 완전탐색 결과로 통계모델이 우선 선정되었다. 우선 선정된 통계모델은 베이지안 추론을 통해 모델의 정확도와 불확실성이 분석되었고 공간적 변동성 분석을 위한 최적 모델이 선정되었다. 본 연구의 결과로 낙동강 하천 총인 농도의 공간적 변동성에 영향을 미치는 주요 유역특성에 대한 통찰력이 제공된다. 또한 식별된 주요 유역특성은 유역특성 변화에 대한 하천의 수질 반응을 예측하는데 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.15-15
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• 2015

기존 기후변화 영향평가 불확실성 연구들은 거의 대부분 GCM의 불확실성이 가장 크다고 결론내리고 있으나, ES 불확실성과의 정량적 비교는 하지 못했으며, 기존 접근방법은 민감도 분석 수준에 머무르고 있다. 이에 본 연구에서는 기후변화 영향평가 각 단계별 불확실성을 포괄적으로 정량화하고 수행단계별 불확실성의 전파정도를 추정할 수 있는 새로운 approach를 제안하였다. 첫째, 전체 불확실성, 각 단계별 불확실성 증가 정도, 각 단계별 불확실성의 비율을 제시할 수 있는 새로운 approach를 제안하였다. 또한 불확실성을 정량적으로 추정할 수 있는 방법으로 maximum entropy(이하 ME)를 선정하였으며, 이를 본 연구에서 제시한 approach에서 적용성을 살펴보았다. 둘째, 본 연구에서는 기후변화 영향평가 불확실성 단계별 정량화를 위해 2개 배출시나리오, 4개 GCM 시나리오, 2개 상세화기법, 2개 수문모형을 사용하여 기본적 기후변화 영향평가 단계를 모두 수행하였다. 기존 approach에서는 GCMs의 변화율(89.34)이 가장 커 GCMs의 불확실성이 가장 큰 것으로 나타났으나 제시한 approach에서는 배출시나리오의 불확실성이 전체 대비 58.66 %로 기후변화 영향평가에서 가장 큰 불확실성 발생 원인으로 파악되었다. 모형 불확실성에서는 GCMs의 불확실성(전체 대비 33.57 %)이 가장 높게 나타났다. 또한 배출시나리오의 ME는 3.32, GCMs의 ME는 5.22, 상세화기법의 ME는 5.57, 수문모형의 ME는 5.66으로 단계적으로 불확실성이 증가하였다. 다음으로 유량과 강수를 이용하여 불확실성 정량화를 수행하였으며, 강수를 이용한 불확실성 정량화에서는 유량을 이용한 결과와 다르게 배출시나리오 다음으로 상세화기법의 불확실성이 큰 것으로 나타나 어떤 수문변수에 초점을 두느냐에 따라 불확실성 정량화저감 노력 대상이 달라질 수 있음을 제시하였다. 마지막으로 자연변동성에 의한 불확실성이 기후변화 전체 불확실성의 45.47 % 정도로 나타났으며, 이는 미래 기후변화에 의해 발생하는 불확실성이 과거 자연변동보다 2배 이상으로서, 기후변화에 의한 미래전망의 불확실성이 매우 크게 증가한다는 매우 중요한 결과를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.51-60
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• 2016

본 연구에서는 필댐 심벽부 전단파 속도 주상도 결정시 심벽부 내부에 존재하는 물성치 공간 변동성에 의해 발생 가능한 불확실성을 평가하고 이러한 불확실성이 반영된 개별 댐 전단파 속도 주상도 모델 결정 방법을 제안하였다. 또한 국내 7곳의 필댐 심벽부에서 수행된 결과들을 이용하여 댐 사이에 존재하는 물성치 공간 변동성에 의해 전단파 속도 주상도 결정시 발생 가능한 불확실성을 평가하고, 개별 댐 심벽부 내부 및 댐 사이에 존재하는 물성치 공간 변동성에 의한 불확실성이 모두 고려된 국내 필댐 심벽부를 위한 전단파 속도 주상도 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 Sawada-Takahashi 모델과 비교하였으며, 김종태 등에 의해 제안된 모델과 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.31-39
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• 2020

지진 하중 하에서 필댐의 거동은 필댐 구성 재료의 전단파 속도(또는 전단 탄성계수) 분포에 많은 영향을 받는다. 일반적으로 필댐의 전단파 속도 분포는 전단파 속도 주상도를 통해 나타낼 수 있다. 이때 댐 구성 재료의 전단파 속도는 일반적으로 필댐 내부에서 공간에 따른 변동성을 가지며, 댐에서 허용되는 한정된 수의 실험에서는 이러한 재료 물성치 공간 변동성을 결정론적으로 규명할 수 없다. 따라서 실험에서 얻어진 전단파 속도 주상도는 불확실성을 가지게 되며, 재료 물성치의 불확실성은 해석결과에 불확실성을 야기하게 된다. 신뢰성 기반 해석은 이러한 재료 물성치 불확실성에 의한 해석결과의 영향을 평가 할 수 있다. 신뢰성 기반 해석에서는 변동계수를 통해 재료 물성치의 불확실성을 평가하고, 이러한 불확실성에 의한 영향을 해석에 반영할 수 있다. 본 연구에서는 국내 필댐 심벽부와 사력부 구성 재료의 전단파 속도 변동계수(COV, Coefficient Of Variation)를 결정하였다. 이를 위해 국내 필댐 심벽부와 사력부에서 표면파 시험을 통해 결정된 전단파 속도 주상도들에 대해 Hwang and Park(2013)에 의해 개발된 랜덤 전단파 속도 주상도 생성 기법을 적용하여 국내 필댐 심벽부와 사력부에 존재 가능한 전단파 속도 주상도 600개를 생성하고 이에 대한 통계처리를 통하여 필댐 심벽부와 사력부의 깊이별 전단파 속도 변동계수를 결정하였다.