• 전산구조공학
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• 제4권4호
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• pp.125-133
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• 1991

구조응답이나 상태함수가 음함수(implicit function)형태로 주어지는 복잡한 구조물의 설계감도해석 및 신뢰성해석을 효율적으로 수행할 수 있는 방법을 개발하기 위하여, 먼저 확률 유한요소법을 사용한 확정론적 감도해석 방법을 정식화하고, 이를 바탕으로 MVFOSM, AFOSM 및 SORM등의 2차 모우먼트 방법에 의한 신뢰성 해석을 수행하였으며, 또한 신뢰성에 기초한 최적설계를 수행하는 경우에 필요한 확률론적 설계감도해석 방법을 제시하였다. 수치해석 예로서 박판 구조물의 평면응력문제와 판굽힘문제에 대한 해석을 수행하였는데, 초기 항복이 발생하는 경우를 파괴상태로 정의하였으며, 외부하중, 항복응력, 판두께, 탄성계수 및 Poisson비 등을 확률변수로 다루었다. 모든 경우에 있어서, 본 논문에서 제시한 방법으로 구한 구조응답의 분산이나 파괴확률이 Monte Carlo simulation의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었으며, 또한 신뢰성설계시, 확률론적 감도해석결과로부터 확률변수들의 상대적 중요도를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 설계변수(혹은 확률변수)의 평균 혹은 분산계수의 변화에 따른 신뢰성지수의 변화량을 미리 예측할 수도 있다.

• 터널과지하공간
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• 제17권4호
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• pp.285-294
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• 2007

일반적으로 지반재료의 물성은 불균질할 뿐만 아니라 제한된 수량의 시추공을 이용한 지반재료의 물성조사는 그 불균질성을 파악하기에 충분하지 못한 경우가 대부분이다. 또한, 지반 굴착 등의 토목공사에 있어서 굴착 결과로 얻어지는 현장조건은 사전 지반조사와 상이한 경우가 많으며 이를 반영한 해석조건의 수정과정은 유한요소해석으로 대표되는 기존해석의 경우 상당한 비용과 시간을 요구한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 무요소해석법과 연속확률변수의 급수전개법의 하나인 Karhunen-Loeve 전개법을 결합함으로써, 지반재료물성의 불균질성에 기인한 불확실성의 정량적 평가가 가능하고 현장조건의 신속한 반영이 상대적으로 수월한 해석툴의 개발을 위한 기초연구를 수행하였다. 이를 위해 개발된 해석법을 1차원 문제에 적용하여 타당성을 검증하고 서로 다른 해석결과의 특징을 비교분석 하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권4호
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• pp.249-257
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• 2000

In this paper, we propose the use of stochastic finite element method, that is popularly employed in mechanical structure analysis, for more practical designing purpose of RF device. The proposed method is formulated based on the vector finite element method cooperated by pertubation analysis. The method utilizes sensitivity analysis algorithm with covariance matrix of the random variables that represent for uncertain physical quantities such as length or various electrical constants to compute the probabilities of the measure of performance of the structure. For this computation one need to know the variance and covariance of the random variables that might be determined by practical experiences. The presenting algorithm has been verified by analyzing several device with different be determined by practical experiences. The presenting algorithm has been verified by analysis several device with different measure of performanes. For the convenience of formulation, two dimensional analysis has been performed to apply it into waveguide with dielectric slab. In the problem the dielectric constant of the dielectric slab is considered as random variable. Another example is matched waveguide and cavity problem. In the problem, the dimension of them are assumed to be as random variables and the expectations and variances of quality factor have been computed.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권2호
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• pp.33-44
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• 1989

본 논문에서는 지진하중시에 원자력구조물에 발생되는 지반-원자력 구조물의 확률론적 동적상호작용에 대하여 연구하였다. 상호작용 해석에는 주파수 영역에서 해석하는 Complex Response Method 를 사용하였으며, 지반의 Near Field 해석에는 유한요소법을 또한 Far Field의 고려에는 여러 전달 경계방법중 무한요소를 형성하여 해석을 수행하였다. 특히 구조들 하부의 지반의 무작위성을고려하 기 위하여 비확정론적 해석방법을 수행하였다. 지반의 제반 Parameter들의 불확정성이 구조물의 거 동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 민감도 해석을 수행하였으며, 비확정론적 해석방법으로는 Perturbation 방법과 Rosenblueth의 Tlvo-point Estimate 방법 각각을 이용하여 프로그램을 개발하 였으며 두 방법의 결과에 대한 비교 검토를 하였다. 민감도 해석 결과 지반의 불확정성이 구조물의 거동에 상당히 큰 영향을 미치게 됨을 알 수 있었으며, 상기한 두 방법에 의한 예제해석 결과가 만 족할 만큼 일치하는 결과를 보임을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제4권2호
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• pp.59-72
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• 1990

본 논문은 해양 구조물에 대한 확률적 기법을 이용한 스펙트럴 피로해석 방법에 대하여 기술하고 있다. 환경조건 특히 파도 및 관련된 해상상태, 파도 스펙트럼에 대하여 조사하였다. 각종 공식을 이용한 응력 집중계수와 유한요소법을 이용한 응력 집중계수 산출 방법 및 피로수명에 대한 그 영향에 대하여 연구하고, S-N선도의 선택과 해상상태의 간략화 문제등에 관해서도 다루었다. 마지막으로 스펙트럴 피로해석 기법을 응용한 실제 피로해석 사례 연구를 통하여 본 방법의 유용성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1993년도 봄 학술발표회논문집
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• pp.117-124
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• 1993

The Neumann Expansion method has been used for evaluating the response variability of three dimensional truss structure resulting from the spatial variability of material properties with the aid of the finite element method, and in conjunction with the direct Monte Carlo simulation methods. The spatial variabilites are modeled as three-dimensional stochastic field. Yamazaki 〔1〕 has extended the Neumann Expansion method to the plane-strain problem to obtain the response variability of 2 dimensional stochastic systems. This paper presents the extension of the Neumann Expansion method to 3 dimensional stochastic systems. The results by the NEM are compared with those by the deterministic finite element analysis and by the direct Monte Carlo simulation method

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.351-358
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• 1999

The structural responses of underground structures are examined in probability by using the elasto-plastic stochastic finite element method in which the spatial distributions of material properties are assumed to be stochastic fields. In addition, the adaptive importance sampling method using the response surface technique is used to improve simulation efficiency. The method is found to provide appropriate information although the nonlinear Limit State involves a large number of basic random variables and the failure probability is small. The probability of plastic local failures around an excavated area is effectively evaluated and the reliability for the limit displacement of the ground is investigated. It is demonstrated that the adaptive importance sampling method can be very efficiently used to evaluate the reliability of a large scale stochastic finite element model, such as the underground structures located in the multi-layered ground.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권6호
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• pp.481-489
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• 2004

선박의 충돌ㆍ좌초 등과 같은 사고는 이들 사고의 방지를 위한 꾸준한 노력에도 불구하고 끊임없이 발생하고 있다. 환경오염방지와 해상에서의 안전성확보에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라, 선박안전과 해양환경오염을 야기할 수 있는 잠재적인 위험을 최소화시키고 궁극적으로 사고발생확률을 경감시키고자 하는 노력이 아주 중요하게 되고 있다. 본 논문에서는, 본 연구실에 의해 수행된 선박의 좌초ㆍ충돌 문제에 대한 최근의 연구결과를 정리한다. (최, 1999; 백, 1999; 최, 1999; 연, 2003; 강, 2002; 연, 2002) 충돌ㆍ좌초사고 문제에 있어서 유용한 도구로 알려져 있는 유한요소법의 활용상의 주의점, 즉 사용요소의 크기와 파괴기준 그리고 해석에 사용하는 재료 물성치 설정에 대한 주의 깊은 고찰을 바탕으로 실제 충돌문제에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 실제 선박을 대상으로 하는 시리즈해석 수행을 목표로, 46,000 dwt Product/chemical carrier를 대상으로 운항속도, 충돌각도, 적재조건 등의 변화를 고려한 충돌성능 분석을 비선형 유한요소해석법을 이용하여 수행하였다. 해석결과를 이용하여 사고 시나리오별 흡수에너지-진압량 관계를 정량적으로 도출하였고, 이를 근거로 하는 선박의 내충돌성능 평가용 설계기준을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1305-1310
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• 2010

복잡한 시스템 계의 설계정보를 효과적으로 추출하기 위해서 형상최적설계가 수행되는 경우, 일반적으로 유한요소해석 기법과 D-최적배열을 이용한 실험계획법이 연동된 반응표면모델을 구성하고 여기에 최적설계기법이 적용된다. 그러나, 설계변수에 형상공차와 같은 변동성이 존재하면 최적해의 강건성 확보를 위하여 설계변수의 형상공차를 확률론적인 변동성으로 고려한 추가적인 강건설계가 필요하다. 본 연구에서는 계산시간이 많이 소요되는 유한요소해석에 의한 강건설계문제에 설계변수의 표준정규분포를 고려한 반응표면모델을 구축하여 최적설계를 수행하므로서 손쉽게 강건최적값을 구하는 방법을 제안하였다. 승용차용 브레이크 디스크에 제안된 방법을 적용하여 열변형과 중량을 최소화하는 설계변수의 강건최적해를 구하고, 몬테카를로 시뮬레이션 추정결과와 비교하여 이의 적합성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권2호통권35호
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• pp.153-160
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• 1998

각형 강관(${\boxe}-75{\times}75{\times}3.2,\;{\boxe}-100{\times}100{\times}4.2,\;{\boxe}-125{\times}125{\times}6.0$) 기둥의 단면 치수와 초기 변형을 측정하였다. 인장시험, 단주 압축강도 실험, 그리고 세장비 $46{\sim}84$ 사이의 기둥에 대한 압축강도 실험을 수행하였다. 유한요소법에 의한 기둥의 압축 강도를 산출하였다. 단면의 공칭 치수에 대한 측정값의 오차는 무시할 정도이며, 초기변형은 각 단면별로 세장비 100에 해당하는 기둥길이에 대해 초과 확률 2.5% 값이 각각 1/490, 1/1121, 1/1395로 나타났다. 인장시험 결과 강재의 항복강도는 최소 규정 강도보다 30% 이상 높다. 기둥 실험 결과 얻은 각형 강관 기둥의 압축강도는 단주 압축강도를 강재의 항복강도로 간주하고 비교하면 유한요소 해석 결과나 AISC, Eurocode의 강도 곡선과 거의 같거나 약간 높은 값이나, 강재의 최소 규정강도를 기준으로 비교하면 실험 결과가 훨씬 높은 강도를 보이는 것으로 나타났다.