• Title/Summary/Keyword: 확장계수

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An Analysis of Changes in Long-term Runoff Characteristics due to Dam Construction using SWAT Model (SWAT 모형을 이용한 댐 건설에 따른 장기유출특성변화 분석)

  • Yeo, Ho-Jun;Ahn, Jae-Hyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.975-975
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    • 2012
  • 최근까지 용수확보와 홍수예방, 하천환경관리 등의 목적으로 많은 댐이 건설되어 왔으며 이러한 댐 건설은 주변지역의 자연 및 사회 환경의 변화를 유발하게 된다. 이는 구체적으로 유출특성의 변화로 나타나며 유출특성의 변화는 수자원의 계획과 관리 측면에 상당한 영향을 끼친다. 따라서 정확한 장기유출량의 예측은 이수 측면에서 대단히 중요하며 이에 대한 신뢰성 있는 해석이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 댐 건설에 따른 유역의 장기유출특성변화를 분석하였다. 충주댐 상류유역을 대상으로 분석기간을 댐 건설 전(1975~1985년)과 댐 건설 후(1986~1995년, 1996~2005년)로 나누어 적용하였고, 해당 관측소에서 제공하는 수문 기상자료와 지형자료를 이용하여 입력자료를 구축하였다. SWAT 입력 모형의 최적값을 결정하기 위해 유출총량 및 첨두유량 감쇄곡선 형태에 영향을 미치는 유출관련 매개변수를 선정하여 보정하였고, 유역 최종 출구점인 충주댐 지점에서의 일 유출자료에 대해 관측치와 모의치를 비교하였다. 그 결과 상관계수는 0.89와 0.71, 모형효율은 0.87과 0.76으로 매우 양호한 결과를 보였으며 이는 SWAT 모형이 장기 유출 모의에 있어 안정적 결과를 제공함을 판단할 수 있었다. 보정된 결과를 바탕으로 장기유출모의결과 계산평균유량과 계산첨두유량 모두 관측결과와 상대오차 10%이하의 만족스러운 결과를 보였으며 댐 건설 전 후의 유출특성 비교결과 전반적으로 댐 건설 이후 유출률이 증가하는 특성이 나타났다. 댐 건설 후 나타나는 유출률 변화를 규명하고자 수문성분별 모의를 실시하였으며 그 결과 지표유출이 4% 증가 하였고 증발산량이 3% 감소하였다. 이는 대상유역의 도시화에 의한 불투수면적의 증가와 산림면적 감소 때문으로 추정되며, 이로 인하여 댐 건설 후 유출률이 소폭 증가하였음이 판단된다. 이상의 결과들로부터 SWAT 모형은 장기 일 유출량 추정 및 유역 전반의 통합관리 측면에서 적용성과 활용성이 우수하다고 판단되며 댐 건설로 인한 자연환경의 변화는 유역의 유출특성의 변화에 영향을 준다는 결론을 얻을 수 있었다. 이러한 결과를 확장하여 댐 건설 이외에 다양한 요소들을 모형에 적용하고 유역개발에 따른 수문환경의 전반적인 변화에 대한 유출평가가 필요하다고 판단된다.

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Uncertainty Assesment for Moving-boat ADCP Discharge Measurements by GUM Framework (GUM 표준안 기반 이동식 ADCP 유량 측정 불확도 평가)

  • Kim, Dongsu;Kim, Jong Min
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.71-71
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    • 2017
  • 하천에서 평수기 유량측정은 도섭법을 이용하기 위한 지점식 측정보다는 초음파 도플러 유속계(ADCP, Acoustic Doppler Current Profiler)를 보트에 탑재하여 운용하는 측정 방식이 점차 일반화되고 있다. ADCP는 초음파의 도플러효과를 이용하여 수심이나 횡방향의 유속 분포를 측정할 수 있는 측정 장비로 일반적으로 사용되는 down-looking ADCP는 수심방향의 유속분포와 수심을 측정하여 보트의 이동속도와의 벡터 내적을 이용하여 유량을 산정하게 된다. 그러나, 이동식 ADCP 유량 측정 성과의 불확도는 제공되지 않고 있는 상황인데, 이는 불확도 산정 표준안 미비, 유속 및 수심 등 측정 요소의 관측 환경 별 불확도 정보 부족, 불확도를 산정할 수 있는 툴의 부재 등에 기인한다. 본 연구에서는 이동식 ADCP 불확도 산정 표준안을 개발하고 현장 실험을 통해 불확도 요인에 대한 규명, 불확도를 편리하게 산정할 수 있는 툴을 개발하고자 하였다. 불확도 산정 표준안으로 최근 WMO를 위시한 국제적으로 하천 유량 측정 불확도 표준안으로 채택되고 있는 GUM(Guide to the Expression of Uncertainty Measurement)을 기반으로 이동식 ADCP 유량 산정 알고리즘을 적용하여 불확도 적용 기법을 개발하였다. GUM 표준안을 기반으로 유량 측정불확도를 산정하기 위한 불확도 요인분석은 실규모 하천의 특성을 대부분 모의할 수 있는 한국건설기술연구원의 안동하천실험센터에서 수행된 실험자료를 기반으로 다양한 인자들에 대한 요소 별 불확도 분석을 수행하였다. GUM 표준안에 의하면 불확도 요인들은 오차전파의 법칙에 기반하여 전체 불확도에 전파되며, 이렇게 합성된 불확도는 t-분포의 신뢰수준 95%일 경우의 보정계수 2를 곱하여 최종적으로 확장불확도를 산정하게 된다. 이동측정방식의 ADCP의 경우 GUM 표준안에 적용하여 불확도를 평가하기 위해서 사용되는 수식이 방대하고, 매우 복잡하기 때문에 이를 실무자가 평가하기에는 한계가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 ADCP의 유량 측정불확도를 보다 편리하게 평가하기 위하여 ADCP 유량 측정불확도 평가 소프트웨어인 AQUA(ADCP Discharge Uncertainty Assesment)를 개발하였으며, 이를 통해 실무자나 연구자들이 ADCP의 불확도 평가에 보다 편리하게 접근할 수 있을 것이라 판단된다.

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Motion Sensing Algorithm for SAR Image Using Pre-Parametric Error Modeling (매개변수 사전 오차 모델링 기법을 이용한 SAR 요동측정 알고리즘)

  • Park, Woo Jung;Park, Yong-gonjong;Lee, Soojeong;Park, Chan Gook;Song, Jong-Hwa;Bae, Chang Sik
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.47 no.8
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    • pp.566-573
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    • 2019
  • In order to obtain high-quality images by motion compensation in the airborne synthetic aperture radar (SAR), accurate motion sensing in image acquisition section is necessary. Especially, reducing relative position error and discontinuity in motion sensing is important. To overcome the problem, we propose a pre-parametric error modeling (P-PEM) algorithm which is a real-time motion sensing algorithm for the airborne SAR in this paper. P-PEM is an extended version of parametric error modeling (PEM) method which is a motion sensing algorithm to mitigate the errors in the previous work. PEM estimates polynomial coefficients of INS error which can be assumed as a polynomial in the short term. Otherwise, P-PEM estimates polynomial coefficients in advance and uses at image acquisition section. Simulation results show that the P-PEM reduces relative position error and discontinuity effectively in real-time.

Numerical Analysis of Surface Displacement Due to Explosion in Tunnel (터널 내 폭발에 의한 지표 변위에 관한 수치해석적 연구)

  • Park, Hoon
    • Explosives and Blasting
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    • v.38 no.4
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    • pp.26-36
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    • 2020
  • With the increase of expansion and use of the underground space, the possibility of an underground explosion by terrorists is increasing. In this study, after modeling a circular tunnel excavated at a depth of 50m, an explosion load was applied to the inside of the tunnel. As for the explosion load, the explosion load of the maximum explosive amount for six types of vehicle booms proposed by ATF (Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms) was calculated. For the rock mass around the circular tunnel, three types of rock grades were selected according to the support pattern suggested in the domestic tunnel design. Nonlinear dynamic analysis was performed to evaluate the influence of the ground structure by examining the surface displacement using the explosion load and rock mass characteristics as parameters. As a result of the analysis, for grade 1 rock, the influence on the uplift of the surface should be considered, and for grade 2 and 3 rocks, the influence on a differential settlement should be considered. In particular, for grade 3 rocks, detailed analysis is required for ground-structure interaction within 40m. Also, it is considered that the influence of Young's modulus is the main factor for the surface displacement.

Design of high-speed RSA processor based on radix-4 Montgomery multiplier (래딕스-4 몽고메리 곱셈기 기반의 고속 RSA 연산기 설계)

  • Koo, Bon-Seok;Ryu, Gwon-Ho;Chang, Tae-Joo;Lee, Sang-Jin
    • Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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    • v.17 no.6
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    • pp.29-39
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    • 2007
  • RSA is one of the most popular public-key crypto-system in various applications. This paper addresses a high-speed RSA crypto-processor with modified radix-4 modular multiplication algorithm and Chinese Remainder Theorem(CRT) using Carry Save Adder(CSA). Our design takes 0.84M clock cycles for a 1024-bit modular exponentiation and 0.25M cycles for a 512-bit exponentiations. With 0.18um standard cell library, the processor achieves 365Kbps for a 1024-bit exponentiation and 1,233Kbps for two 512-bit exponentiations at a 300MHz clock rate.

Wind field prediction through generative adversarial network (GAN) under tropical cyclones (생성적 적대 신경망 (GAN)을 통한 태풍 바람장 예측)

  • Na, Byoungjoon;Son, Sangyoung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.370-370
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    • 2021
  • 태풍으로 인한 피해를 줄이기 위해 경로, 강도 및 폭풍해일의 사전 예측은 매우 중요하다. 이중, 태풍의 경로와는 달리 강도 및 폭풍해일의 예측에 있어서 바람장은 수치 모델의 초기 입력값으로 요구되기 때문에 정확한 바람장 정보는 필수적이다. 대기 바람장 예측 방법은 크게 해석적 모델링, 라디오존데 측정과 위성 사진을 통한 산출로 구분할 수 있다. Holland의 해석적 모델링은 비교적 적은 입력값이 필요하지만 정확도가 낮고, 라디오존데 측정은 정확도가 높지만 점 측정에 가깝기 때문에 이차원 바람장을 산출하기에 한계가 있다. 위성 사진을 통한 바람장 산출은 위성기술의 고도화로 관측 채널 수 및 시공간 해상도가 크게 증가하고 있기 때문에 다양한 기법들이 개발되고 있다. 본 연구에서는 생성적 적대 신경망 (Generative Adversarial Network, GAN)을 통해 일련의 연속된 과거 적외 채널 위성 사진 흐름의 패턴을 학습시켜 미래 위성 사진을 예측하고, 예측된 연속적인 위성 사진들의 교차상관 (cross-correlation)을 통해 바람장을 산출하였다. GAN을 적용함에 있어 2011년부터 2019년까지 한반도 근방에 접근했던 태풍 중에 4등급 이상인 68개의 태풍의 한 시간 간격으로 촬영된 총 15,683개의 위성 사진을 학습시켜 생성된 이미지들은 실측 위성 사진들과 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한, 생성된 이미지들의 교차상관으로 얻어진 바람장 벡터들의 풍향, 풍속, 벡터 일관성 및 수치 모델과의 비교를 통해 각각의 벡터들의 품질 계수를 구하고 정확도가 높은 벡터들만 결과에 포함하였다. 마지막으로 국내 6개의 라디오존데 관측점에서의 실측 벡터와의 비교를 통해 본 연구 결과의 실효성을 검증하였다. 본 연구에서 확장하여, 이와 같이 AI 기법과 이미지 교차상관 기법을 사용하여 얻어진 바람장으로부터 태풍 강도예측에 필요한 요소인 태풍의 눈의 위치, 최고 속도와 태풍 반경을 직접적으로 산출할 수 있고. 이러한 위성 사진을 기반으로 한 바람장은 단순화된 해석적 바람장을 대체하여 폭풍 해일 모델링의 예측 성능 개선에 기여할 것으로 보여진다.

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Movable Anchorage System for Mitigation of Cable Vibration in Cable-Stayed Bridges with Sag (Sag가 고려된 사장교 케이블의 진동저감을 위한 Movable Anchorage 시스템)

  • Hwang, Inho;Park, Jun Hyung;Lee, Jong Seh
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.5A
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    • pp.657-664
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    • 2008
  • Rain-wind induced cable vibration can cause the damages in the cable-stayed bridge due to very little inherent damping characteristics and low fundamental frequency. External Dampers attached to stay cables near anchorages have been shown to be effective means at short stay-cables. However, installation locations of external dampers are limited to a particular range due to aesthetic and practical reasons for very long stay-cables. A recent study by the authors showed that the stay-cable vibration system can perform better than the optimal passive viscous damper, thereby demonstrating its applicability in large cable-stayed bridges. This paper extends the previous study on the taut string representation of the cable by adding cable sag and inclination. The response of the proposed system compared to those of the cable with and without an external damper, and the movable anchorage system provides very effective mitigation of cable vibration. Cable damping ratio is seen to be remarkably reduced by movable anchorage system for a wide range of cable sag. This result shows that the sag effects of the proposed system should be considered.

Assessment of spalling occurrence using fuzzy probability theory and damage index in underground openings (퍼지확률이론과 손상지수를 이용한 지하암반공동에서의 스폴링 발생 평가)

  • Bang, Joon-Ho;Lee, Kang-Hyun;Lee, In-Mo
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.12 no.1
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    • pp.15-29
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    • 2010
  • Spalling is a kind of instability phenomenon of surrounding rock around underground openings subjected to high in-situ stress according to the development of extension fractures. Three kinds of spalling criteria have been presented so far; however, all spalling criteria have the range of values so that the fuzziness and vagueness of spalling criterion cannot be avoided. In this study, a new fuzzy probability model is proposed to predict the probability of spalling in a systematic way by using fuzzy probability theory. Many of the underground opening projects worldwide are evaluated with the proposed method. Prediction results expressed as the spalling probability agree well with the in-situ observations. In particular, a new fuzzy probability model considering all three evaluation indices of spalling by adopting weighting factors based on relative reliability among three evaluation indices is able to resolve erroneous prediction of spalling by choosing only one prediction method. Moreover, the more reasonable value of spalling probability could have been obtained by adopting the modified damage index to the newly proposed fuzzy probability model.

Comparing MCMC algorithms for the horseshoe prior (Horseshoe 사전분포에 대한 MCMC 알고리듬 비교 연구)

  • Miru Ma;Mingi Kang;Kyoungjae Lee
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.37 no.1
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    • pp.103-118
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    • 2024
  • The horseshoe prior is notably one of the most popular priors in sparse regression models, where only a small fraction of coefficients are nonzero. The parameter space of the horseshoe prior is much smaller than that of the spike and slab prior, so it enables us to efficiently explore the parameter space even in high-dimensions. However, on the other hand, the horseshoe prior has a high computational cost for each iteration in the Gibbs sampler. To overcome this issue, various MCMC algorithms for the horseshoe prior have been proposed to reduce the computational burden. Especially, Johndrow et al. (2020) recently proposes an approximate algorithm that can significantly improve the mixing and speed of the MCMC algorithm. In this paper, we compare (1) the traditional MCMC algorithm, (2) the approximate MCMC algorithm proposed by Johndrow et al. (2020) and (3) its variant in terms of computing times, estimation and variable selection performance. For the variable selection, we adopt the sequential clustering-based method suggested by Li and Pati (2017). Practical performances of the MCMC methods are demonstrated via numerical studies.

An evaluation of the adequacy of pont's index (Pont 지수의 임상적 적합성에 대한 평가)

  • Kim, Seong-Hun;Lee, Ki-Soo
    • The korean journal of orthodontics
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    • v.30 no.1 s.78
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    • pp.115-126
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    • 2000
  • Dental arch expansion is one of the method used to solve the dental crowding problem by non-extraction. Many formulae using tooth size have been suggested to predict ideal inter-premolar and inter-molar width. The purpose of this study was to evaluate the adequacy of some upper dental arch width prediction methods, namely Pont's method, Schmuth's method and Cha's method. The sample consisted of the casts of 119 Korean young adults who had no muscular abnormality, no skeletal discrepancy, and Angle's Class I molar relationships. Measurements were obtained directly from plaster casts; they Included mesiodistal crown diameters of the four maxillary incisors, as well as maxillary inter-first-premolar and inter-first-molar arch widths as specified by Pont. The correlation coefficients between the sum of incisors(SI) and upper dental arch width were calculated. The differences between predicted width and actual width were classified as overestimated, properestimated, and underestimated. The data obtained from each group were analyzed for statistical differences. The results were as follows : 1. Upper dental arch width indices were calculated from SI in normal occlusion (81.96 : premolar index, 62.55 : molar index). 2. Low correlations between SI and arch width were noted in normal occlusion (0.50 in the inter-premolar width, 0.39 in the inter-molar width). 3. Pont's formula and Schmuth's formula tended to overestimate the inter-premolar width. A more even distribution of estimates was noted in Cha's fomula. 4. Cases within $\pm$1 mm range of observed inter-premolar width were $45\%$ in the Cha's formula, $40\%$ in the Pont's formula, and $39\%$ in the Schmuth's formula. 5. All formulae had a tendency to underestimate the inter-molar width, but Cha's formula had better predictability than others. 6. Cases within $\pm$1 mm range of observed inter-molar width were $40\%$ in the Cha's formula, $29\%$ in the Pont's formula, and $13\%$ of Schmuth's formula. The data presented in this study does not support the clinical usefulness of ideal arch width prediction methods using the mesiodistal width of maxillary incisors.

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