• Title/Summary/Keyword: 실험 모델 설계

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A Comparative Study on Surrogate Models and Sensitivity Analysis for Structure Design of Automatic Salt Collector Using Orthogonal Array Experiment (직교배열실험을 이용한 자동채염기 구조설계의 민감도해석과 대리모델 비교 연구)

  • Song, Chang Yong;Lee, Dong-Jun
    • Journal of Convergence for Information Technology
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    • v.10 no.7
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    • pp.138-146
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    • 2020
  • The paper deals with comparative study of characteristics of surrogate models and sensitivity evaluation using design of experiments in order to enhance and analysis the structure design of an automatic salt collector under various design load conditions. Orthogonal array design based on numerical analysis was used for the design of experiments. The thickness sizing variables of main structure member were considered the design factors, and the output responses were selected from the strength performances as well as the weight. The quantitative effects on responses for each design factor were evaluated from the orthogonal array experiment. Optimum design case was also identified to improve the strength performances with weight minimization. Using the orthogonal array experiment. various surrogate models such as response surface model, Kriging model, and Chebyshev orthogonal polynomial were generated. The orthogonal array experiment results were validated by the surrogate modeling results. The most suitable surrogate model was the response surface model for the exploration of design space of the automatic salt collector.

Design Optimization of a RC Building Structure for Minimizing Material Cost (재료비 최소화를 위한 RC 빌딩 구조물의 최적설계)

  • Ahn, Hee-Jae;Park, Chang-Hyun;Choi, Dong-Hoon;Jung, Cheul-Kyu
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.568-573
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    • 2010
  • 본 논문에서는 압축하중 및 풍하중, 지진하중을 받는 RC (Reinforced Concrete) 빌딩 시공에 필요한 부재의 재료비를 최소화하기 위해 부재의 부피를 최소화하는 최적설계를 수행한다. 최적설계 수행을 위해 상용 PIDO (Process Integration and Design Optimization) 툴인 PIAnO (Process Integration, Automation and Optimization)에서 제공하는 다양한 설계기법들을 이용한다. 먼저 실험계획법을 사용하여 실험계획을 세우고, 실험점에 따라 범용 구조해석 프로그램인 MIDAS Gen을 사용하여 구조해석을 수행한다. 그리고 해석결과를 바탕으로 각 응답에 대한 근사모델을 생성한 후 근사모델과 최적화기법을 이용하여 최적설계를 수행하고, 제한조건을 만족하면서 부재의 부피를 최소화함으로써 제안된 설계방법의 유효성을 보인다.

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A Comparative Study on Approximate Models and Sensitivity Analysis of Active Type DSF for Offshore Plant Float-over Installation Using Orthogonal Array Experiment (직교배열실험을 이용한 해양플랜트 플로트오버 설치 작업용 능동형 DSF의 민감도해석과 근사모델 비교연구)

  • Kim, Hun-Gwan;Song, Chang Yong
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.12 no.3
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    • pp.187-196
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    • 2021
  • The paper deals with comparative study for characteristics of approximation of design space according to various approximate models and sensitivity analysis using orthogonal array experiments in structure design of active type DSF which was developed for float-over installation of offshore plant. This study aims to propose the orthogonal array experiments based design methodology which is able to efficiently explore an optimum design case and to generate the accurate approximate model. Thickness sizes of main structure member were applied to the design factors, and output responses were considered structure weight and strength performances. Quantitative effects on the output responses for each design factor were evaluated using the orthogonal array experiment. Best design case was also identified to improve the structure design with weight minimization. From the orthogonal array experiment results, various approximate models such as response surface model, Kriging model, Chebyshev orthogonal polynomial model, and radial basis function based neural network model were generated. The experiment results from orthogonal array method were validated by the approximate modeling results. It was found that the radial basis function based neural network model among the approximate models was able to approximate the design space of the active type DSF with the highest accuracy.

Design of Anchorage Zone in Prestressed Concrete Structure Using Nonlinear Strut-and-Tie Model (비선형 스트럿-타이 모델을 이용한 PSC 구조물의 정착부 설계)

  • 배한욱;송하원;변근주;변윤주
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.5
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    • pp.101-107
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    • 1998
  • 본 논문은 비선형 스트럿-타이 모델에 의한 프리스트레스트 콘크리트 정착부의 거동해석 및 설계에 관한 연구이다. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정착부는 긴장재의 인장력 도입으로 인해 비교적 작은 단면에 큰 집중하중으로 발생하는 매우 중요한 구조부위이며, 기존의설계가 비교적 다른 구조부위의설계에 비하여 경험적으로 이루어지고 있을 뿐 만 아니라 해석에도 많은 시간과 계산량이 소요되는 단점이 있다. 비선형 스트럿-타이 모델을 대상 정착부의 비선형 재료거동을 따르도록 비선형 해석을 실시하여 설계를 수행하고 구조물의 극한하중을 추정하는 방법이다. 본 논문에서는 긴장력이 정착부의 중앙에 도입되는 경우, 편심으로 도입되는 경우, 다중 정착구가 존재하는 경우에 대하여 선형과 비선형 스트럿-타이 모델을 구성하여 정착부의 역학적 거동을 고찰하였고 실험결과와 비교하였다. 비교로부터 비선형 모델을 사용한 경우 선형 모델을 사용한 경우보다 안정성을 유지하면서 경제적인 설계가 가능하고 추정극학강도도 실험결과에 더욱 근접함을 알았다.

Design of Intelligence Maturity Model for Judging a requirement of Smart UAV's Searching Ability (스마트 무인항공기의 표적탐색 능력 소요판단을 위한 지능화 성숙도 모델 설계)

  • Gang, Dong-Su;Yun, Hui-Byeong
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.310-313
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    • 2006
  • 본 논문은 스마트 무인항공기를 개발하거나 획득시에 요구되는 전투실험 수행 중 지능화 정도에 대한 평가 및 실험방향을 제시를 위한 지능화 성숙도 모델을 제안한다. 먼저 표적탐색 소요검증 전투실험 절차를 제시하고, 지능화 정도를 4단계로 나누어 단계별 요구되는 지능수준을 제시한다. 분류된 지능수준별로 기술수준, 동작수준, 상호운용성 수준 영역의 4단계 각 수준별 요구 능력을 분석, 제시하여 지능화 정도를 측정할 수 있는 지능화 성숙도 모델을 설계한다. 마지막으로 표적탐색 소요판단을 위한 전투실험시 활용 가능한 중점분야를 지능화 성숙도 모델 영역별로 식별하고, 단계별 식별된 중점분야를 실험할 수 있는 전투실험 평가요소를 제시한다.

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Data Modeling in Grid-Based Hybrid Civil-Engineering Experiment (그리드 기반의 하이브리드 토목 공학 실험에서의 데이터 모델링)

  • Kim, Dong-Wook;Lee, Jang-Ho
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2007.06c
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    • pp.104-109
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    • 2007
  • 최근 분산된 자원을 효과적으로 공유할 수 있는 그리드 기반의 과학 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 그러한 예로 국내에서는 건설 및 토목 분야의 원격실험 관측과 제어를 포함한 공동연구 환경의 구축을 내용으로 하는 KOCED(Korea Construction Engineering Development) 프로젝트가 진행 중에 있다. 본 논문에서는 KOCED에서 구축 중인 실험센터의 하나로써, 지리적으로 떨어진 실험 시설과 수치시뮬레이션을 연동하여 실험할 수 있는 하이브리드 실험센터를 대상으로 데이터 모델링을 하였다. 데이터 모델은 데이터를 표현하는 용어를 통일하고 데이터 간의 관계를 명확하게 하여, 데이터의 재사용성을 높일 수 있기 때문에 실험비용이 많이 소모되는 과학실험에 필수적이다. 그리드에 기반한 하이브리드 실험의 데이터 모델링은, 기존의 건설 및 토목실험의 대부분이 독립적인 실험 형태였기 때문에, 정확한 데이터 모델을 예측하기가 용이하지 않았다. 따라서 먼저 하이브리드 실험의 축소 모형인, 프로토타입 실험체를 만들고, 이에 대한 데이터 모델을 설계하여 토목공학 연구자에 의해 사용하게 하였다. 일정기간 사용기간을 갖고, 이에 대한 회의를 통해 향후 구축될 하이브리드 실험센터의 데이터 모델을 설계하였다. 현재 하이브리드 실험의 데이터 모델을 그리드 포탈 기반의 데이터관리 서비스로 구현 중에 있다.

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Small Signal Model and Accurate Two-loop Controller Design for Bi-directional Inverter Using DQ Transformation (DQ 변환을 이용한 양방향 인버터의 소신호 모델 및 이중 제어기 설계)

  • Kim, Hwan-Yong;Ji, Sang-Keun;Han, Sang-Kyoo;Hong, Sung-Soo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.194-195
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    • 2011
  • 본 논문은 Bi-directional Inverter(BDI)에 DQ 변환을 적용한 소신호 등가 모델과 이중 루프 제어기 설계에 대해 제안한다. 일반적으로 외부루프의 경우 동적 특성이 매우 느리기 때문에 외부루프 전달함수를 고려하지 않고 설계하는 경우가 많다. 결과적으로 시스템의 안정성이나 동적 특성이 설계한 것과 다르게 나타날 수 있다. 따라서 원하는 특성을 만족하기 위해 실험적 시행착오를 거쳐 설계를 하게 된다. 본 논문에서는 정확한 소신호 등가 모델을 제시하고 제어기를 설계한다. 제안된 방식은 PSIM 시뮬레이션 및 실험을 통해 회로해석과 소신호 등가모델의 타당성 및 제어기 설계의 타당성을 증명하였다.

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Experimental Study on the Active Controller of Structures Considering Modeling Uncertainty (구조물의 모델링 불확실성을 고려한 능동 제어기의 실험연구)

  • 민경원;김성춘
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.4
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    • pp.53-61
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    • 2000
  • 능동 제어기를 설계하기 위해서는 제어대상 구조물의 수학모델의 구해야한다. 그러나, 무한차원의 구조물에 대하여 정확한 모델을 구하는 것은 불가능하므로 유한차원인 저차원화된 모델을 사용하여 제어기를 설계한다. 그러나, 실제 구조물과 저차원화된 모델사이의 오차에 의하여 제어기의 성능이 저하가 되면 제어기와 구조물의 상호작용, 지진과 같은 오란 등의 불확실성, 지진시 구조물의 동적 특성 변화로 인하여 제어기의 성능이 더욱 저하가 된다. 이러한 저하 요인은 제어기 설계시 요구되는 구조물의 수학모델에 대한 불확실한 요소로 작용하기 때문에 제어성능의 저하를 일으키며 응답의 불안정을 유발하기로 한다. 본 연구에서는 질량형 능동제어기(AMD)가 설치된 3층 건물 모형의 모델 오차에 관한 불확실성을 반영한 강인제어기법을 적용하여 제어성능과 안정성을 실험을 통하여 분석하였다. 강인제어 기법인 $\mu$ 합성법에 요구되는 여러 가지 가중함수인 주파수필터는 건물과 AMD의 특성, 모델 오차, 제어율과 AMD 성능의 , 측정잡음 및 지진외란의 특성 등을 고려하여 정량적으로 선택되었다. $\mu$합성법에 의하여 제어기를 설계하였으며 강인성을 비교하기 위하여 불확실성이 고려되지 않는 LQG 기법에 의한 제어기를 선택하였다. $\mu$합성법은 규정된 불확성에 대하여 제어의 강인성을 가지므로 동적특성이 바뀐 건물모형에 관한 강인성을 LQG 기법에 의한 제어성능과 비교하였다. 그 결과 동적특성이 변화된 건물에 대하여 $\mu$합성법만이 제어의 효율성이 유지되는 강인성을 나타내었다.

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Load Distribution Ratios of Indeterminate Strut-Tie Models for Simply Supported RC Deep Beams - (II) Validity Evaluation (단순지지 RC 깊은 보 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율 - (II) 적합성 평가)

  • Kim, Byung Hun;Jeung, Chan Haek;Yun, Young Mook
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.2A
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    • pp.269-279
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    • 2008
  • In this study, the ultimate strengths of 229 simply supported reinforced concrete deep beams tested to shear failure were evaluated by the ACI 318-05's strut-tie model approach implemented with the presented indeterminate strut-tie model and its load distribution ratio. The ultimate strengths of the deep beams were also estimated by the experimental shear equations, design codes that were based on experimental and theoretical shear strength models, and current strut-tie model design codes. The validity of the present strut-tie model and its load distribution ratio was examined through the comparison of the strength analysis results classified according to the prime design variables of the shear span-to-effective depth ratio, flexural reinforcement ratio, and compressive strength of concrete.

원자로 내부구조물의 설계방법이 같은 경우 원자로의 상대적 크기 변화에 따른 노심에서의 열수력학적 특성에 대한 연구

  • 이계복;홍성덕
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.26 no.3
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    • pp.433-439
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    • 1994
  • 영광 3, 4호기는 ABB-CE 사의 System 80 원자로와 비교해서 원자로 내부 구조물의 수력학적 설계 목적과 방법 이 동일하고, 단지 원자로의 크기와 출력이 상대적으로 작아진 내부 구조물이 축소된 형태이다. 따라서 System 80 유동 모델 시험에서 측정된 실험 결과로부터 영광 3, 4호기 연료 집합체 수에 맞게 보간법을 사용하여 보수적으로 유량 분포를 구하고 영광 3, 4호기 유동 모델 시험에서 얻어진 유량 분포와 비교하여 원자로의 수력학적 특성을 검토하고 자각에 대해 열적 여유도를 구하여 이런 경우에 원자로 유동 모델 시험을 수행하지 않고 이전의 실험 결과를 설계에 사용할 수 있는 가에 대해 연구하였다.

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