• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.80-87
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• 2020

As the Arctic sea ice decreases due to various reasons such as global warming, the demand for ships and offshore structures operating in the Arctic region is steadily increasing. In the case of sea ice, the anisotropy is caused by the uncertainty inside the material. For most of the research, nevertheless, estimating the ice load has been treated deterministically. With regard to this, in this paper, a four-point bending strength analysis of an ice specimen was attempted using a stochastic finite element method. First, spatial distribution of the material properties used in the yield criterion was assumed to be a multivariate Gaussian random field. After that, a direct method, which is a sort of stochastic finite element method, and a sensitivity method using the sensitivity of response for random variables were proposed for calculating the probabilistic distribution of ice specimen strength. A parametric study was conducted with different mean vectors and correlation lengths for each material property used in the above procedure. The calculation time was about ten seconds for the direct method and about three minutes for the sensitivity methods. As the cohesion and correlation length increased, the mean value of the critical load and the standard deviation increased. On the contrary, they decreased as the friction angle increased. Also, in all cases, the direct and sensitivity methods yielded very similar results.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.765-773
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• 2022

본 연구는 시공성 향상을 위한 수평 굴착 기계 시스템이 적용된 비개착 공법(H.A.S. 공법)에 관한 연구로서 현장 계측과 설계 시 해석한 구조계산과 지반과 일체화된 수치해석을 비교하여 비개착 가설시설물의 구조적 안정성을 평가하였다. 또한 측정결과에 대한 가우시안 확률밀도함수를 적용한 분석결과와 수치해석 결과를 비교·분석하여 계측결과에 대한 적정성을 분석하였다. 본 연구에서는 비개착 시설물 시공 시 사용되는 강관 연결고리에 대한 구조적 안전성 및 장기 내구성을 수치해석을 바탕으로 분석하였다. 분석결과, 강관 및 강관 연결고리는 충분한 구조적 안전성 및 장기내구성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서 제시한 비개착 공법(H.A.S. 공법)은 지반조건의 불명확성을 감안하더라도 설계 시 고려한 수치해석결과보다 실제 현장에서의 거동이 보다 안전측으로 나타나 구조적 안전성 및 시공성 확보가 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.315-318
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• 2009

본 논문에서는 해상 기초 교각 매스 콘크리트의 수화열 저감 방안을 다루었다. 저발열 콘크리트, Mesh형 거푸집 공법 등에 대한 실험을 수행하여 각각의 수화열 저감효과를 평가하였다. 현장 실험은 사용 시멘트와 거푸집의 종류, 거푸집의 사용 면수에 따라 총 4 type으로 구성하였으며, 이에 대한 실험 결과와 유한 요소 해석 결과를 비교, 검증하여 최종적인 수화열 저감 성능을 도출하고자 하였다. 실험을 통해, 저발열 시멘트와 유로폼을 사용하는 것이 수화열 저감을 위해 효과적인 방법으로 판명되었으나 추가 공사비의 발생으로 효율성이 떨어질 것으로 판단된다. 또한 Mesh형 거푸집 적용 면 수와 온도 상승 저감 효과는 비례하는 것을 알 수 있었지만 내 외부 온도차가 다소 크게 나타나 수화열에 의한 균열 발생 확률면에서는 다소 불리하게 나타났다. 그러나 실험 단계에서 생략된 양생과 관리를 통하여 균열의 저감효과를 거둘 수 있을 것으로 판단되며, 추가적으로 거푸집 해체 단계를 생략함으로 공기단축 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.33-46
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• 1999

캘리포니아의 강구조 모멘트프레임은 1994년 노스리지 지진시 6.8의 규모와 진앙지에서 근접한 지리적인 악조건에도 불구하고 붕괴나 인명피해 없이 잘 견뎌냈다. 그러나 이후 시행된 조사에서 경제적으로 지진시 안전하다고 믿어져 널리 쓰인 welded flange-bolted web(WFBW) 강접합부(moment connection)의 기둥과 용접의 경계면에서 취성 파괴가 다수 발견되었다. 이논문은 선형파괴역학과 노스리지진이후의 WFBW 강접합부 실험을 이용하여 WFBW 강접합부와 노스리지지진이후 기존 강접합부의 대안으로 추천되고 있는 reduced beam section (RBS) 강접합부의 취성 파괴강도를 결정하는 수치적인 방법을 제안하고 이를 이용하여 이들 강접합부의 취성 파괴모드를 추정하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1990년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.22-27
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• 1990

Since an eigenvalue problem in structural analysis has been recognized as an important process for the assessment of structural strength, it is usually to be carried out the eigenvalue analysis or buckling analysis of structures when the compression behabiour of the member is dorminant. In general, various variables involved in the eigenvalue problem have also shown their variability. So it is natural to apply the probabilistic analysis into such problem. Since the limit state equation for the eigenvalue analysis or buckling reliability analysis is expressed implicitly in terms of random variables involved, the probabilistic finite element method is combined with the conventional reliability method such as MVFOSM and AFOSM for the determination of probability of failure due to buckling. The accuracy of the results obtained by this method is compared with results from the Monte Carlo simulations. Importance sampling method is specially chosen for overcomming the difficulty in a large simulation number needed for appropriate accurate result. From the results of the case study, it is found that the method developed here has shown good performance for the calculation of probability of buckling failure and could be used for checking the safety of the calculation of probability of buckling failure and could be used for checking the safely of frame structure which might be collapsed by either yielding or buckling.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.24-33
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• 2008

본 논문에서는 유한요소법(Finite Element Method)을 기반으로 하는 직접 구동형 영구자석 풍력발전기를 DEAS(Dynamic Encoding Algorithm for Searches)를 이용하여 연간 최대에너지 생산량(Annual Energy Production : AEP) 최대화를 목표로 최적설계 하였다. 특히, 풍력발전기의 전 운전영역을 고려하기 위하여 해당풍속에서의 통계적 확률밀도와 연간 운전시간을 적용하여 연간 최대에너지 생산량을 산정 하였으며, 여기서 발생한 과도한 해석수행 연산시간을 줄이기 위해서 전역 최적화 알고리즘인 DEAS를 적용하여 풍력발전기 최적설계를 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.21-31
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• 2008

응답면기법(RSM, Response surface method)은 복잡한 구조물의 매우 작은 발생확률이나 신뢰성해 석에서 폭넓게 사용된다. MCS(Monte-Carlo Simulation)방법은 어떤 시스템의 평가에서도 사용될 수 있으나 해석시간이 파괴확률의 역수에 비례하게 되어 발생확률이 매우 희박한 시스템의 평가에 불리하다. 확률유한요소해석법은 이러한 MCS의 한계점을 해결해 줄 수 있는 대안이 될 수 있다. 그러나 이 방법은 평균과 표준편차 등이 모델링 (내부 프로그래밍)된 특별한 프로그램에서만 적용 가능하며 임의의 범용소프트웨어의 응답을 모델링하거나 임의의 프로그램의 특성을 이용할 수가 없다. RSM방법은 복잡한 구조시스템에서 응답에 대한 회귀모델을 구성하여 효율적인 해석단계를 통해 시간과 노력을 획기적으로 절감시킬 수 있다. 그러나 RSM의 정확도는 한계상태방정식의 선형성과 축점간의 거리에 영향을 받게 된다. 이런 단점을 해결하기 위해 한계상태방정식의 선형성과 무관하게 정확한 수렴해를 구하기 위한 개선된 적응적 응답면기법을 개발하고 선형과 2차형식의 응답면방정식에 대한 2가지 예를 들어 검증하였다. 검증결과 가장 효율적인 RSM기법을 결정하였다. 개발된 선형적응적가중응답 면기법 (linear adaptive weighted response surface method, LAW-RSM)은 비적응적이거나 비가중형식의 2차 RSM기법에 비해서 정해의 신뢰성지수에 가장 근접한 정확성과 수렴성을 나타낸다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.291-302
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• 2005

구조응답에 기여하는 중요성으로 인하여 추계론적 해석에서는 재료탄성계수의 불확실성에 의한 응답변화도에 대한 연구가 주로 진행되어 왔다. 그러나 추계론적 해석이 의미있는 값을 제공하기 위해서는 가능한 많은 인수에 대한 불확실성을 동시에 고려하여야 한다. 본 연구에서는 구조재료의 중요한 두 인수인 탄성계수와 포아송비에 나타나는 불확실성을 고려한 추계론적 해석을 위한 정식화를 평면문제에 대하여 제안하였다. 이를 위하여 이들 두 인수의 함수로 주어지는 구성행렬의 각 요소에 대한 다항식 전개를 채용하였으며, 두 인수의 불확실성에 따라 나타나는 자기 및 상호상관함수는 n-차 모멘트에 대한 일반식을 적용하여 구성하였다. 다항식 전개에 따라 부행렬의 무한합으로 변형된 구성행렬은 계산상의 편의를 위하여 요구되는 정확도 내에서 절삭하여 사용하였다. 제안된 방법의 검증을 위하여 단순 평면구조를 예제로 택하여 해석하었으며, 해석결과는 국부평균법을 채용한 고전적인 몬테카를 해석 결과와 비교하였다.