• Title/Summary/Keyword: 축소

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Design Sensitivity Analysis of Frequency Response Using Krylov Subspace Based Model Reduction (Krylov 부공간 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석)

  • Han, Jeong-Sam
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.131-134
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    • 2009
  • Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석 및 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석방법을 제안하였다. 일반적으로 구조물의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 유한차분법에 근거한 민감도 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하는 경우, 주파수응답을 고려한 최적설계를 계산비용 측면에서 매우 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.

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Generation of Basin Scale Climate Change Scenario Using Statistical Down Scaling Techniques (통계적 축소기법을 이용한 유역단위 기후변화 시나리오 생성)

  • Lee, Yong-Won;Kyoung, Min-Soo;Kim, Hung-Soo;Kim, Byung-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1250-1253
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    • 2009
  • 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 평가하는데 있어서 주로 기후모형인 Global Climate Model (GCM)이 사용되고 있다. 그러나 이러한 기후모형의 공간적 해상도는 $3^{\circ}{\sim}4^{\circ}$ 정도로 한반도의 경우 바다로 묘사되기도 한다. 따라서 GCM을 이용해서 기후변화가 유역단위 수자원에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 일반적으로 축소기법이 사용되고 있다. 현재까지 다양한 축소기법이 개발되었으며, 대표적인 모형으로는 SDSM(Statistical Down-Scaling Model)과 LARS-WG(The Long Ashton Research Station Weather Generator)이 있다. 이에 본 연구에서는 SDSM, LARS-WG와 함께 최근에 축소기법으로 사용되고 있는 인공신경망 기법을 이용해서 CCCMA(Canadian Centre for Climate Modeling and Analysis)에서 일 단위로 모의한 CGCM3 A2 시나리오를 기반으로 우포늪의 강우 및 온도시나리오를 구축하였다. 대상 지점인 우포늪은 경상남도 창녕군 우포늪(위도 $35^{\circ}$33', 경도 $128^{\circ}$25')에 위치하고 있으며, 모의 기간은 CASE1의 경우 현재, CASE2는 2050$^{\sim}$ 2080년, CASE3는 2080년$^{\sim}$2100년으로 각각 구분하여 축소기법을 적용하였다. 축소결과 축소기법에 따라 일정정도 차이를 보이기는 하였으나 강우와 온도 모두 증가하게 됨을 확인하였다.

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Analysis of Hydraulic Similarity at Surcharged Square Manhole (과부하 사각형 맨홀에서의 수리학적 상사성 분석)

  • Kim, Jung-Soo;Yoon, Young-Noah;Han, Chyung-Such;Yoon, Sei-Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.510-514
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    • 2008
  • 우수 관거 시스템에서 맨홀의 설치 시 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 수두손실의 발생이 필연적일 수밖에 없다. 현재 계획 또는 설계단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 고려하여 설계를 수행하고 있으며, 맨홀에서의 수두 손실은 거의 대부분 고려되지 않고 있다. 단지 맨홀에서의 수두손실을 저감하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)상의 단차 및 인버트 규정만 있을 뿐, 우수 관거 설계에 직접적으로 필요한 적절한 맨홀의 손실계수가 제시되지 않고 있는 실정이다. 국외에서는 축소 수리 모형을 이용한 실험과 수치해석 기법 등을 이용하여 맨홀에서의 손실계수를 산정하는 연구가 꾸준히 진행되어 왔으나 국내에서는 맨홀의 손실계수 산정에 관한 연구가 미흡한 실정이며, 더욱이 맨홀에서의 손실계수 산정을 위한 상사성 적용에 관한 연구는 전무한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 맨홀의 축척 변화에 따른 손실계수의 변화를 분석하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)의 특 1호(사각형) 맨홀을 각각 1/2과 1/5로 축소 제작하고, 수리실험 장치를 제작하였다. Froude 상사 법칙을 적용하여 1/2의 축소 모형의 실험 조건을 1/5 축소 모형의 값으로 환산하였으며, 각 축소 모형에 대한 수리 실험을 실시하였다. 과부하된 맨홀의 손실계수를 예측하는데 Froude 상사법칙의 사용 가능성을 확인 하였으며, 1/2 축소 모형과 1/5 축소 모형에서 산정된 손실계수 값이 0.45로 일치하고 있으므로 우수 관거 시스템의 맨홀 설계 시, 축소 수리 모형실험에서 산정된 손실계수의 직접적인 적용이 가능하다고 판단된다.

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Study on the Dynamic Analysis Based on the Reduced System (축소모델 기반 구조물의 동적해석 연구)

  • Kim, Hyung-Gi;Cho, Maeng-Hyo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.21 no.5
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    • pp.439-450
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    • 2008
  • In this study, the reduced system for the dynamic analysis is proposed and the selection criterion of the primary degrees of freedom is presented considering the relation between natural frequency and external loading frequency. A well-constructed reduced system can assure the accurate representation of the dynamic behavior under arbitrary dynamic loads. For selecting the primary degrees of freedom of the reduced system, we employ the robust two-level condensation scheme of which the reliability has been proven through previous study. In the numerical examples, the reliability of the dynamic analysis based on the reduced system is demonstrated through comparing with those of global system.

Wing Optimization based on a Reduced System (축소시스템 기반 비행체 날개 최적화 연구)

  • Kim, Hyun-Gi;Choi, In-Ho
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.13 no.10
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    • pp.4411-4417
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    • 2012
  • The present study proposes the optimization of wing structure base on reduced model which assures the solution accuracy and computational efficiency. Well-constructed reduced model assures the accurate result in the eigenvalue problem, dynamic analysis or sensitivity of design optimization. Reduced system is classified into the reduce-order model based on structural modes and the reduced system based on degrees of freedom. Because this study uses the reduced system based on degrees of freedom, it is important to select the dominant degrees of freedom properly. For this work, robust selection method, two-level selection scheme, is employed and IRS(Improved Reduced System) is applied to construct the final reduced system. In the optimization process based on the reduced system, all of the equivalent stress, eigenvalue and design sensitivities are calculated from the reduced system. Through a numerical example, it is shown that the present optimization methodology based on the reduction method can provide an optimal results for objective function satisfying constraint condition.

Reduction Method based on Sub-domain Structure using Reduced Pseudo Inverse Method (축소 의사역행렬과 영역분할 기반 축소모델 구축 기법 연구)

  • Kim, Hyun-Gi;Cho, Meang-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.139-145
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    • 2009
  • Reduction scheme is remarkably useful in the case requiring the repeated calculation procedure. Recently, the efficiency of the reduction scheme has been improved by combining scheme of sub-domain method. But, when the global domain is partitioned into a few sub-domains, sub-domains without constraints can be produced. it is needed to extract the ritz vector from each sub-domain to construct the reduced system of each sub-domain. it is easy to extract the ritz vector from sub-domain with constraint. on the other hand, pseudo inverse method should be employed to extract the ritz vector from sub-domain without constraint. generally, the pseudo inverse takes a large number of computing time to obtain a reduced system of a sub-domain without boundary condition. This trouble can be overcome by the reduced pseudo inverse scheme which proposed in this study. This scheme is based on the static condensation that is not related with selection of the primary degrees of freedom. Numerical examples demonstrate that present method saves computational cost effectively and predicts the accurate eigenvalues.

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Reduction Method based on Sub-domain Structure using Reduced Pseudo Inverse Method (축소 의사역행렬을 이용한 영역분할 기반 축소모델 구축기법 연구)

  • Kim, Hyun-Gi;Cho, Maeng-Hyo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.2
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    • pp.173-179
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    • 2009
  • Reduction scheme is remarkably useful in the case requiring the repeated calculation procedure. Recently, the efficiency of the reduction scheme has been improved by combining scheme of sub-domain method. But, when the global domain is partitioned into a few sub-domains, sub-domains without constraints can be produced. it is needed to extract the ritz vector from each sub-domain to construct the reduced system of each sub-domain. it is easy to extract the ritz vector from sub-domain with constraint. on the other hand, pseudo inverse method should be employed to extract the ritz vector from sub-domain without constraint. generally, the pseudo inverse takes a large number of computing time to obtain a reduced system of a sub-domain without boundary condition. This trouble can be overcome by the reduced pseudo inverse scheme which proposed in this study. This scheme is based on the static condensation that is not related with selection of the primary degrees of freedom. Numerical examples demonstrate that present method saves computational cost effectively. In addition, it is shown that the reduced system based on the proposed scheme predicts the accurate eigenvalues of global system.

Shrinkage Structure of Ridge Partial Least Squares Regression

  • Kim, Jong-Duk
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • v.18 no.2
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    • pp.327-344
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    • 2007
  • Ridge partial least squares regression (RPLS) is a regression method which can be obtained by combining ridge regression and partial least squares regression and is intended to provide better predictive ability and less sensitive to overfitting. In this paper, explicit expressions for the shrinkage factor of RPLS are developed. The structure of the shrinkage factor is explored and compared with those of other biased regression methods, such as ridge regression, principal component regression, ridge principal component regression, and partial least squares regression using a near infrared data set.

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Principal selected response reduction in multivariate regression (다변량회귀에서 주선택 반응변수 차원축소)

  • Yoo, Jae Keun
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.34 no.4
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    • pp.659-669
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    • 2021
  • Multivariate regression often appears in longitudinal or functional data analysis. Since multivariate regression involves multi-dimensional response variables, it is more strongly affected by the so-called curse of dimension that univariate regression. To overcome this issue, Yoo (2018) and Yoo (2019a) proposed three model-based response dimension reduction methodologies. According to various numerical studies in Yoo (2019a), the default method suggested in Yoo (2019a) is least sensitive to the simulated models, but it is not the best one. To release this issue, the paper proposes an selection algorithm by comparing the other two methods with the default one. This approach is called principal selected response reduction. Various simulation studies show that the proposed method provides more accurate estimation results than the default one by Yoo (2019a), and it confirms practical and empirical usefulness of the propose method over the default one by Yoo (2019a).

The Effects of Differential Axial Shortening on RC High-rise Buildings with Outrigger or Mega Structure Systems (아웃리거구조시스템과 메가구조시스템 적용에 따른 철근콘크리트 초고층 건물에 대한 부등축소의 영향)

  • Kim, Gyeong-Chan;Kim, Jae-Yo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.35 no.1
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    • pp.35-44
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    • 2022
  • It is essential to control the lateral displacement and differential axial shortening of the vertical elements in high-rise buildings. Recently, an outrigger or a mega structure system has been adopted to control the lateral displacement. Furthermore, to resolve the problems caused by differential axial shortening in high-rise buildings, analytical prediction and correction is often studied; however, the study on the comparisons of the lateral load resisting systems to address differential axial shortening is less. Therefore, in this paper, a 60-story RC residential building using an outrigger or a mega structure system is analyzed with a construction sequence. Moreover, differential axial shortening can result in an additional member force of structural members and failure of non-structural members. These problems caused by differential axial shortening affects the behaviors and can damage the important structure member in the high-rise buildings. Hence, the effects of the systems on differential axial shortening between the vertical elements in high-rise buildings are studied.