• Title/Summary/Keyword: 확률적 불확실성

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Application of a large-scale climate ensemble simulation database for estimating the extreme rainfall (확률강우량 산정을 위한 대규모 기후 앙상블 모의자료의 적용)

  • Kim, Youngkyu;Son, Minwoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.333-333
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    • 2022
  • 본 연구는 저빈도·고강도의 확률강우량 산정을 위해, 대규모 기후 앙상블 모의실험 기반으로 생성된 d4PDF(Data for Policy Decision Making for Future Change)를 적용하는 것을 목적으로 수행되었다. 또한, d4PDF 를 이용하여 산정된 확률강우량과 관측자료 및 빈도해석을 통해서 산정된 확률강우량을 비교함으로써 빈도해석의 적용에 따라 발생하는 불확실성을 분석하였다. 이와 같은 연구는 용담댐에 위치한 금산, 임실, 전주, 장수 관측소를 대상으로 수행되었다. d4PDF 자료는 총 50 개의 앙상블로 구성되어 있으며, 하나의 앙상블은 60 년 동안의 기상자료를 제공하기 때문에 한 지점에서 3,000 개의 연 최대 일 강우량을 수집 및 활용하는 것이 가능했다. 이와 같은 d4PDF 의 특징을 토대로 본 연구는 빈도해석 방법을 적용하지 않고, 3000 개의 연 최대 일 강수량을 비모수적 접근법(Non-parametric approach)에 따라 규모별로 나열하여, 10 년부터 1000 년의 재현기간을 갖는 확률강우량을 산정했다. 그 후, 관측 자료와 Gumbel 및 GEV(General extreme value) 분포를 토대로 산정된 확률강우량과의 편차를 산정하였다. 그 결과, 재현기간과 관측 기간의 차이가 증가할수록 이 편차가 증가하였으며, 이 결과는 짧은 관측 기간과 빈도해석의 적용은 재현기간이 증가할수록 신뢰하기 어려운 확률강우량을 제시한다는 것을 의미한다. 반면에, d4PDF 는 대규모 표본을 이용함으로써 이와 같은 불확실성을 최소화시켜 합리적인 저빈도·고강도의 확률강우량을 제시하였다.

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Vibratory Hub Loads of Helicopters due to Uncertainty of Composite Blade Properties (복합재료 블레이드의 불확실성을 고려한 헬리콥터 허브 진동하중 해석)

  • You, Young-Hyun;Jung, Sung-Nam
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.7
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    • pp.634-641
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    • 2009
  • In this work, the behavior of vibratory hub loads induced due to the uncertainties of composite material properties for each of the participating rotor blades is investigated. The random material properties of composites available from the existing experimental data are processed by using the Monte-Carlo simulation technique to obtain the stochastic distribution of sectional stiffnesses of composite blades. The coefficients of variation (standard deviation divided by the mean) obtained from the sectional stiffness constants are used as an input to the comprehensive aeroelastic analysis code that can evaluate the hub loads of a rotor system. It is found that the uncertainty effects of composite material properties inevitably bring a dissimilarity to the rotor system. The influence of hub vibration response with respect to the individual stiffness (flatwise bending, chordwise bending and torsion) changes is also identified.

Statistical Effective Interval Determination and Reliability Assessment of Input Variables Under Aleatory Uncertainties (물리적 불확실성을 내재한 입력변수의 확률 통계 기반 유효 범위 결정 방법 및 신뢰성 평가)

  • Joo, Minho;Doh, Jaehyeok;Choi, Sukyo;Lee, Jongsoo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.11
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    • pp.1099-1108
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    • 2017
  • Data points obtained by conducting repetitive experiments under identical environmental conditions are, theoretically, required to correspond. However, experimental data often display variations due to generated errors or noise resulting from various factors and inherent uncertainties. In this study, an algorithm aiming to determine valid bounds of input variables, representing uncertainties, was developed using probabilistic and statistical methods. Furthermore, a reliability assessment was performed to verify and validate applications of this algorithm using bolt-fastening friction coefficient data in a sample application.

Methodology to Decide Optimum Replacement Term for Components of Nuclear Power Plants (원전 기기의 최적교체시기 결정방법)

  • 문호림;장창희;박준현;정일석
    • Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.257-267
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    • 2000
  • Mostly, the economic analyses for replacement of major components of nuclear power Plants(NPPs) have been performed in deterministic ways. However, the analysis results are more or less affected by the uncertainties associated with input variables. Therefore, it is desirable to use a probabilistic economic analysis method to properly consider uncertainty of real problem. In this paper, the probabilistic economic analysis method and decision analysis technique are briefly described. The probabilistic economy analysis method using decision analysis will provide efficient and accurate way of economic analysis for the repair and/or replace mai or components of NPPs.

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A Study on Uncertainty of Risk of Failure Based on Gumbel Distribution (Gumbel 분포형을 이용한 위험도에 관한 불확실성 해석)

  • Heo Jun-Haeng;Lee Dong-Jin;Shin Hong-Joon;Nam Woo-Sung
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.39 no.8 s.169
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    • pp.659-668
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    • 2006
  • The uncertainty of the risk of failure of hydraulic structures can be determined by estimating the variance of the risk of failure based on the methods of moments, probability weighted moments, and maximum likelihood assuming that the underlying model is the Gumbel distribution. In this paper, the variance of the risk of failure was derived. Monte Carlo simulation was peformed to verify the characteristics of the derived formulas for various sample size, design life, nonexceedance probability, and variation coefficient. As the results, PWM showed the smallest relative bias and root mean square error than the others while ML showed the smallest ones for relatively large sample siBes regardless of design life and nonexceedance probability. Also, it was found that variation coefficient does not effect on the relative bias and relative root mean square error.

지진예측 방법의 불확실성에 관한 고찰

  • 홍갑표
    • Computational Structural Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.5-9
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    • 1990
  • 지진예측 분야는 규준에 의한 방법이 일반 구조물에 적용하기에 무난하며, 가장 보편적으로 사용되는 방법은 확정론적 방법과 시간독립 확률론적 방법이라 하겠다. 물론 시간종속 확률론적 방법과 베이지만 방법이 연구되고 있지만, 아직은 실무에서는 사용되고 있지 않는 실정이다. 지진예측 분야에서는 아직도 많은 불확실성이 내재하며, 그 불확실성은 전문가의 판단에 의하여 서로 다른 안전폭을 결정함으로써 또는 안전율을 중복되게 적용함으로써 필연적으로 서로 다른 결과를 구하게 된다. 심지어 미국 동부의 경우 전문가에 따라 지반가속도가 2배 이상 차이가 나기도 하며, 그 전문가들이 모두 그 분야에서 능력을 인정받고 있는 실정이다. 우리나라의 경우도 기록기에 의한 자료 및 지질학적 연구가 미흡하고 역사기록도 한정되어 있는 실정이나, 원자력발전소의 위험성과 파급효과를 고려할 때 우리나라 특성에 맞는 지진예측 방법이 좀 더 연구되어야 할 것이다.

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확률적(確率的) 환경부하(環境負荷) 조건(條件)에서의 공해배출기준(公害排出基準) 최적성(最適性)에 관한 실증연구(實證硏究)

  • Cha, Geun-Ho;Gang, Man-Ok
    • Environmental and Resource Economics Review
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    • v.4 no.1
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    • pp.17-40
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    • 1994
  • 스웨덴의 펄프 제지산업을 대상으로 관찰해 보면 대부분의 기업은 허가된 수준보다는 덜 오염시키고 있다. 이를 설명하기 위하여 우리는 환경 부하(waste load)가 확률적이라는 가정에 의존하는 접근법을 제안하였다. 동 모델에 따르면 기업은 너무 높은 기대벌금을 회피하기 위하여 평균적으로 허용된 수준보다는 덜 오염시키는 것이 이윤을 가짐을 알 수 있다. 그 이유는 허가된 수준과 기대된 환경 부하의 차이가 제한규정을 위반하지 않는 확률을 증가시키기 때문이다. 우리의 이론으로부터 나타나는 또 다른 결과는 규제의 변화가 기업의 이윤과 환경에 주는 영향은 대부분의 경우에 적발되는 확률, 지불하는 벌금 수준 그리고 불확실성을 가능한한 줄이기 위해 드는 비용에 대한 기업의 인식에 달려 있다는 것이다. 오염배출의 확률분포에서 분산을 감소시키는데 드는 비용이 계획된 배출량을 감소시키는 데 드는 비용에 비해서 적다면, 기업은 오염 배출을 증가시키는 것이 이득이 됨을 발견할 것이며, 분산을 감소시킴으로서 규제준수 확률을 증가시킬 것이다. 우리는 동 산업에서 허가시스템이 기업들에게 영향을 미쳐왔다는 것을 실증분석을 통해 발견하였다. 더구나, 비표백 펄프와 쇄목 펄프를 생산하는 기업은 표백 펄프를 생산하는 기업보다 허가된 배출수준의 변화에 더 민감한 것처럼 보임을 발견하였다.

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A Study on Future Rainfall Frequency Analysis under Climate Change in Urban Stream (기후변화를 고려한 도시유역 미래확률강수량 산정에 관한연구)

  • Moon, Young-Il;Yoon, Sun-Kwon;Kwon, Suk-Ju;Chun, Si-Young
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.364-364
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    • 2011
  • 최근 기후변화에 의한 가뭄과 홍수의 발생빈도가 증가하고 있는 추세이며 기후변화에 의한 재해는 국민 생활에 직접적인 영향을 미칠 수 있어 전 세계 여러 나라에서는 기후변화에 대한 연구를 활발하게 진행하고 있는 실정이다. 특히 도시유역의 경우 인구와 재산이 밀집해 있기 때문에 기후변화에 의한 수자원의 영향평가나 극한홍수 등의 자연재해에 대비한 홍수방어 적응대책에 대한 연구가 절실히 필요하다. 따라서 본 연구에서는 도시유역을 중심으로 KMA RCM의 기후변화 시나리오 분석을 통한 미래 확률강수량을 분석하는 시나리오적 방법과 과거 강수 특성과 경향성을 분석하여 비정상성 빈도해석을 통한 미래 확률강수량을 분석하는 비시나리오적 방법을 통한 도시유역의 기후변화 영향을 고려한 확률강수량을 산정하고자 한다. 또한 향후 발생할 수 있는 강우의 불확실성 분석을 통한 미래확률강수량 산정을 실시하고 도시유역의 IDF곡선을 제시함 으로써 기후변화영향을 고려한 도시유역의 수자원 및 물 수요 관리와 제도개선에 활용하고자 한다.

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Development of Hierarchical Bayesian Spatial Regional Frequency Analysis Model Considering Geographical Characteristics (지형특성을 활용한 계층적 Bayesian Spatial 지역빈도해석)

  • Kim, Jin-Young;Kwon, Hyun-Han;Lim, Jeong-Yeul
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.47 no.5
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    • pp.469-482
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    • 2014
  • This study developed a Bayesian spatial regional frequency analysis, which aimed to analyze spatial patterns of design rainfall by incorporating geographical information (e.g. latitude, longitude and altitude) and climate characteristics (e.g. annual maximum series) within a Bayesian framework. There are disadvantages to considering geographical characteristics and to increasing uncertainties associated with areal rainfall estimation on the existing regional frequency analysis. In this sense, this study estimated the parameters of Gumbel distribution which is a function of geographical and climate characteristics, and the estimated parameters were spatially interpolated to derive design rainfall over the entire Han-river watershed. The proposed Bayesian spatial regional frequency analysis model showed similar results compared to L-moment based regional frequency analysis, and even better performance in terms of quantifying uncertainty of design rainfall and considering geographical information as a predictor.

A Comparative Study of Simplified Probabilistic Analysis Methods for Plane Failure of Rock Slope (암반사면의 평면파괴해석을 위한 간이 확률론적 해석 비교연구)

  • Kim, Youngmin
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.31 no.5
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    • pp.360-373
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    • 2021
  • Many sources of uncertainty exist in geotechnical analysis ranging from the material parameters to the sampling and testing techniques. The conventional deterministic stability analysis of a plane failure in rock slope produce a safety factor but not a probability of failure or reliability index. In the conventional slope stability analysis by evaluating the ground uncertainty as an overall safety factor, it is difficult to evaluate the stability of the realistic rock slope in detail. This paper reviews some established probabilistic analysis techniques, such as the MCS, FOSM, PEM, Taylor Series as applied to plane failure of rock slopes in detail. While the Monte - Carlo methods leads to the most accurate calculation of the probability of safety, this method is too time consuming. Therefore, the simplified probability methods could be alternatives to the MCS. In this study, using these simple probability methods, the failure probability estimation of a plane failure in rock slope is presented.