• 제목/요약/키워드: Damage estimation

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Bootstrap 방법 및 SIR 알고리즘을 이용한 예상홍수피해액의 불확실성 분석 (Uncertainty Analysis of Flood Damage Estimation Using Bootstrap Method and SIR Algorithm)

  • 이건행;이정기;김수전;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.53-66
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    • 2011
  • 본 연구에서는 수문자료와 수문해석과정에 포함되어 있는 불확실성을 고려함으로써 현재 하천 시설물에 적용되고 있는 안전율 혹은 여유고에서 고려하고 있는 불확실성과 비교 검토하였다. 불확실성을 고려하기 위하여 연 최대 강우량자료를 Bootstrap 방법, SIR 알고리즘을 통해 재추출함으로써 불확실성을 고려한 확률강우량을 산정 하였다. 산정된 현재의 확률강우량과 불확실성을 고려한 경우의 확률강우량을 이용하여 HEC-HMS를 통해 홍수량을 산정, HEC-RAS를 통해 지점별 홍수위를 산정 하였다. 예상홍수피해액의 산정은 다차원홍수피해산정방법(MD-FDA)을 이용하였다. 그 결과 SIR 알고리즘을 이용한 경우 예상홍수피해액의 최대값은 현재의 확률강우량을 이용한 경우의 1.22배, Bootstrap 방법에 의한 최대값은 0.92배의 값을 보였다. SIR 알고리즘은 자료의 재추출시 가중치 부여를 위한 우도함수의 영향을 크게 받으며, 이로 인한 불확실성의 구간이 커져 가장 큰 예상홍수 피해액이 도출되었다. 따라서 자료의 적정 위치에 우도를 결정하는 것이 매우 중요하게 작용하는 것을 알 수 있었다.

부탄 캔(용량 : 34 g)파열로 인한 과압의 피해예측에 관한 연구 (A Study on Estimation of Overpressure Damage Caused by Rupture of Butane Can (volume : 34 g))

  • 임사환;최익환;임동연
    • 한국가스학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.8-15
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    • 2005
  • 주40시간제가 도입되면서 피크닉을 즐기는 세대가 늘어나고 있는 실정이다. 또한 가스에 의한 사고는 토요일과 일요일에 가장 많이 발생하고 있다. 2004년 10월 현재 부탄 캔으로 인한 사고는 전년 동기대비 인명피해가 1.5배로 늘어났다. 본 논문에서는 사용하고 버려지는 부탄 캔의 파열로 인한 과압의 영향에 대하여 Hopkinson의 삼승근법을 이용하여 계산하고,폭발장소 주변의 건축물과 인간에게 미치는 영향을 Probit 모델에 적용하여 피해예측을 평가하였다. Probit 모델에 적용하여 계산하면 50m 이격된 건물에는 손상여부 가능성이 전혀 없는 0$\%$로 나타났으며, 인간에게 미치는 영향은 l0m 이격되면 피해영향이 전혀 없는 것으로 나타났다. 또한 본 논문에서는 폭발효율을 $100\%$적용하여 계산하였다. 따라서 부탄 캔 파열로 인한 실제적인 피해영향은 본 연구에서 계산된 수치보다 더욱더 안전할 것으로 판단된다.

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대설피해액 추정을 위한 다중회귀 모형의 적용성 평가 - 강원도 지역을 중심으로 - (Estimation of Snow Damages using Multiple Regression Model - The Case of Gangwon Province -)

  • 권순호;정건희
    • 대한토목학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.61-72
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    • 2017
  • 자연재난에 따른 인명 및 재산피해의 증가로 재난 예방 및 대응에 대한 관심이 증가하고 있다. 우리나라에서도 1994년에서 2013년까지 지난 20년간 자연재해에 의한 피해액은 약 12조 원 중 대설에 의한 피해가 약 13%로 대설도 강우나 태풍보다는 작은 규모이나, 의미 있는 규모의 피해를 야기하고 있다는 것을 알 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 대설피해액 추정을 위해 강원지역을 대상으로 기후관련 요인(최심적설량, 평균습도, 최저기온), 사회 경제적 요인(농촌지역인구밀도, 지역총생산량)을 독립변수로 하는 동시입력방식의 다중회귀모형을 구축하였다. 적용결과, 극한 값들에 대한 설명력이 다소 낮기는 하지만, 수정결정계수가 0.7 이상인 경우도 다수 존재하는 등 대설 발생 시 신속한 재난 대응에 활용하기에는 적용성이 충분하다고 판단된다.

유연도 행렬을 이용한 전단빌딩의 유전자 알고리즘 기반 손상추정 (Damage Detection in Shear Building Based on Genetic Algorithm Using Flexibility Matrix)

  • 나채국;김선필;곽효경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.1-11
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    • 2008
  • 전단빌딩에 발생한 손상 추정에 있어서 대상 구조물의 물성치를 가정하고 이상화한 모델을 이용한 역해석이 필요하다. 강성행렬을 이용하는 고전적인 손상추정 방법에 비해 유연도 행렬을 이용한 손상추정은 구조물의 저차모드를 이용하기 때문에 비교적 정확한 값을 계산할 수 있기 때문에 더 효과적으로 알려져 있다. 이 논문에서는 손상추정을 위한 알고리즘으로 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 도입하였고, 구조 응답에서 취득할 수 있는 유연도 행렬을 이용하여 역해석을 통한 손상추정 기법을 소개하고 있다. 제안된 손상추정 기법은 전단빌딩의 강성에 대한 정확한 정보가 없는 상황에서 전단빌딩의 손상으로 인한 실제 강성변화량을 추정하도록 하였다. 더불어 open source code인 OPENSEES를 이용하여 전단빌딩 수치해석을 통해 제안된 손상추정 기법의 효율성을 검증하였다.

전시 함정 손실률 산정 방법론: 사례연구를 중심으로 (A Case Study on Implementation of Methodology for Wartime Warships Damage Rate Estimation)

  • 옥경찬;임동순;최봉완
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.137-147
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    • 2017
  • Wartime warship damage rate indicates how much damage of friend warships shall have occurred during naval battles accomplished under specific war operational plans. The wartime damage rate analysis provides the baseline of wartime resources requirements. If wartime damage rate is overestimated, the national finance will get to negative effects because of exceeding the budget for inventory, operation, and maintenance of resources. Otherwise, if wartime damage rate is underestimated, the national defense will lose in the war because of lack of critical resources. In this respect, it is important to estimate the wartime damage rate accurately and reasonably. This paper proposes a systematic procedure to estimate the wartime warship damage rate. The procedure consists of five steps; force analysis, operation plan analysis, input variable definition, simulation modeling, and output analysis. Since the combat simulation model is regarded as the main tool to estimate damage rate, the procedure is focused on the development of model and experiments using the model. A case study with virtual data is performed to demonstrate the effectiveness of the developed procedure.

Seismic damage estimation through measurable dynamic characteristics

  • Lakshmanan, N.;Raghuprasad, B.K.;Muthumani, K.;Gopalakrishnan, N.;Sreekala, R.
    • Computers and Concrete
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    • 제4권3호
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    • pp.167-186
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    • 2007
  • Ductility based design of reinforced concrete structures implicitly assumes certain damage under the action of a design basis earthquake. The damage undergone by a structure needs to be quantified, so as to assess the post-seismic reparability and functionality of the structure. The paper presents an analytical method of quantification and location of seismic damage, through system identification methods. It may be noted that soft ground storied buildings are the major casualties in any earthquake and hence the example structure is a soft or weak first storied one, whose seismic response and temporal variation of damage are computed using a non-linear dynamic analysis program (IDARC) and compared with a normal structure. Time period based damage identification model is used and suitably calibrated with classic damage models. Regenerated stiffness of the three degrees of freedom model (for the three storied frame) is used to locate the damage, both on-line as well as after the seismic event. Multi resolution analysis using wavelets is also used for localized damage identification for soft storey columns.

Fragility based damage assesment in existing precast industrial buildings: A case study for Turkey

  • Senel, Sevket Murat;Kayhan, Ali Haydar
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제34권1호
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    • pp.39-60
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    • 2010
  • In Turkey, majority of industrial facilities are composed of precast buildings. However, precast buildings have suffered extensive damage during Kocaeli and Duzce (1999) and Adana-Ceyhan (1998) earthquakes. Therefore, in this study, fragilities of existing building stock and damage probabilities of precast buildings were studied. For this purpose, building inventories were prepared and variation of structural parameters was determined by investigating the design project of 65 precast buildings constructed in Denizli, Turkey. Twelve analysis models which reflect the stiffness, strength and ductility properties of building inventory were constructed. After the definition of strain based displacement limits and corresponding damage states for buildings, displacement demands were calculated by using non linear time history analysis. During the analyses 360 strong ground motion records were used. Exceedence ratios of concerned damage limits was calculated by checking the displacement demands and then PGV based fragility curves were constructed. Efficiency of strength, stiffness and ductility properties of existing precast buildings were investigated by comparing the fragility curves. The results have shown that the most effective parameters that govern the damage probabilities of precast buildings are stiffness and ductility. It was also stated that the results of fragility analysis and damage and failure observations performed after Kocaeli and Duzce Earthquakes are compatible.

부분구조추정법을 이용한 대형구조물의 효율적인 구조안전도 모니터링 (Efficient Structral Safety Monitoring of Large Structures Using Substructural Identification)

  • 윤정방;이형진
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제1권2호
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    • pp.1-15
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    • 1997
  • 본 논문에서는 대형구조물에서 구조물의 안전성 평가와 관련하여 구조물이 국부손상도를 추정하기 위한 효율적인 부분구조추정(Substructural Identification) 기법에 대하여 연구하였다. 먼저, 부분구조 추정법을 위한 모형식을 설정하기 위하여 운동방정식으로부터 부분구조에 대한 계측오차를 처리하기 위한 모형을 포함한 추계론적 자동회귀-이동평균(ARAMX) 모형식을 유도하였다. 추정된 모형식의 계수는 유도된 관계식을 이용하면, 구조손상 평가에 이용될 수 있는 강성행렬로 환산될 수 있다. 본 논문에서 유도된 부분구조 추정법의 가장 큰 장점은 매우 안정되고 정확도가 우수한 구조추정법인 ARMAX 모형식에 기반한 순차적 예측오차 방법을 사용함으로써 다른 방법에 비해 추정의 안정성 및 정확도가 뛰어나다는 것이다. 다음으로는 개발된 부분구조 추정법을 이용하여 구조 손상도 추정이 수행되었다. 손상도 추정을 위하여 앞서 순차적 예측오차 방법을 이용하여 추정된 구조계 현상태의 강성행렬을 바탕으로, 최소지승법을 이용하여 구하는 간접법이 제시되었다. 제시된 방법들의 검증을 위하여 예제해석이 수행되었다. 트러스 및 연속교 모형 그리고 실험적 예제에 적용하여 구조의 강성행렬 및 감쇠행렬을 추정하였다. 이를 바탕으로 손상도 추정방법이 검증되었다. 해석결과로부터, 개발된 방법이 효율적이고 정확도 및 안정성의 측면에서 우수한 성질이 있음을 확인할 수 있다.

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확률론적 손상을 고려한 VLCC 잔류 종강도 평가 (Residual Longitudinal Strength of a VLCC Considering Probabilistic Damage Extents)

  • 남지명;정준모;박노식
    • 대한조선학회논문집
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    • 제49권2호
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    • pp.124-131
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    • 2012
  • This paper provides prediction of ultimate longitudinal strengths of hull girder of a VLCC considering probabilistic damage extents due to collision and grounding accidents based on IMO Guideline(2003). The probability density functions of damage extents are expressed as a function of nondimensional damage variables. The accumulated probability levels of 10%, 30%, 50%, and 70% are taken into account for the damage extent estimation. The ultimate strengths have been calculated using in-house software UMADS (Ultimate Moment Analysis of Damaged Ships) which is based on the progressive collapse method. Damage indices are provided for all heeling angles due to any possible flooding of compartments from $0^{\circ}$ to $180^{\circ}$ which represent from sagging to hogging conditions, respectively. The analysis results reveal that minimum damage indices show different values according to heeling angles and damage levels.

빔 구조물의 모달 변형에너지를 이용한 손상탐지 (Damage Detection in a Beam Structure Using Modal Strain Energy)

  • 박수용;최상현
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.333-342
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    • 2003
  • 본 논문의 목적은 빔 구조물에서 발생할 수 있는 손상의 위치를 탐색하고, 그 손상의 정도를 추정할 수 있는 알고리즘을 제안하는 것이다. 제안된 방법은 구조물의 모달 변형에너지의 차이를 이용한다. 구조물 내 발생한 국부적인 손상의 위치를 파악하고 그에 상응하는 손상도를 추정할 수 있는 손상지수를 손상 전과 손상 후 구조물의 모드형상에서 얻을 수 있는 모달 변위로 표현하였고 그 관계식을 정립하였다. 구조물 내 손상의 위치를 결정하는 방법은 기 개발된 손상 지표를 적용하였다. 제안된 방법의 우수성과 효용성은 수치적으로 손상을 모사한 빔 구조물을 이용하여 입증하였다.