• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권2호
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• pp.197-215
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• 2021

Under a severe environment of multiple hazards such as earthquakes and winds, the life-cycle performance of engineering structures may inevitably be deteriorated due to the fatigue effect caused by long-term exposure to wind loads, which would further increase the structural vulnerability to earthquakes. This paper presents a framework for evaluating the lifetime structural seismic performance under the effect of wind-induced fatigue considering different sources of uncertainties. The seismic behavior of a high-rise steel-concrete composite frame with buckling-restrained braces (FBRB) during its service life is systematically investigated using the proposed approach. Recorded field data for the wind hazard of Fuzhou, Fujian Province of China from Jan. 1, 1980 to Mar. 31, 2019 is collected, based on which the distribution of wind velocity is constructed by the Gumbel model after comparisons. The OpenSees platform is employed to establish the numerical model of the FBRB and conduct subsequent numerical computations. Allowed for the uncertainties caused by the wind generation and structural modeling, the final annual fatigue damage takes the average of 50 groups of simulations. The lifetime structural performance assessments, including static pushover analyses, nonlinear dynamic time history analyses and fragility analyses, are conducted on the time-dependent finite element (FE) models which are modified in lines with the material deterioration models. The results indicate that the structural performance tends to degrade over time under the effect of fatigue, while the influencing degree of fatigue varies with the duration time of fatigue process and seismic intensity. The impact of wind-induced fatigue on structural responses and fragilities are explicitly quantified and discussed in details.

• 한국물환경학회지
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• 제39권4호
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• pp.302-315
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• 2023

Distribution characteristics and altitudinal gradient of four species (E. strigata, E. separigata, E. orientalis-sachalinensis group) of the mayfly genus Ephemera (Order Ephemeroptera) were analyzed with probability distribution models (exponential, normal, lognormal, logistic, Weibull, gamma, beta, Gumbel). Data was collected from 23,846 sampling units of 6,787 sites in Korea from 2010 to 2021. The beta distribution model showed the best fit for positively skewed E. orientalis-sachalinensis and little-skewed E. strigata along with altitudinal gradient. The reversed lognormal distribution model showed the best-fit for negatively skewed E. separigata. E. orientalis-sachalinensis distributed at the range of altitude 1~700 m (mean 251 m, median 226 m, mode 124 m, and standard deviation 161 m), E. strigata distributed at the range of altitude 5~871 m (mean 474 m, median 478 m, mode 492 m, and standard deviation 200 m), E. separigata distributed at the range of altitude 7~846 m (mean 620 m, median 659 m, mode 760 m, and standard deviation 181 m). Altitudinal habitat suitability ranges were estimated to be 42~257 m for E. orientalis-sachalinensis, 335~644 m for E. strigata, and 641~824 m for E. separigata. Based on the altitudinal spectrum of suitability and altitude-related temperature analysis results, E. orientalis-sachalinensis was estimated to be thermophilic, E. strigata to be mesophilic, and E. separigata to be thermophobic. This is the first national-scale evaluation of the altitudinal distribution of Ephemera in Korea. These results will be used in a further research study on altitudinal shift of the species of Ephemera under climate change.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1691-1695
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• 2010

본 연구에서 AFDA(Approximate Full Distribution Approach)를 사용하여 하수관의 불능확률을 정량적으로 산정할 수 있는 신뢰성 모형이 개발되었다. 여러 도시의 연 최대강우강도(Yearly Maximum Rainfall Intensity)를 이용하여 그 확률분포함수를 분석하였고 우수관(Storm sewer)의 불능확률 산정을 위한 신뢰성 모형에 적용하였다. 연 최대강우강도 자료의 분석결과 우리나라 중부지방의 여러 중소도시에 대한 연 최대강우강도의 확률분포함수는 Gumbel분포와 일치하는 것으로 나타났다. 신뢰성 모형은 불능확률의 신뢰함수를 구하기 위해 하중(Load)을 규정하는 식은 합리식이 사용되었고 용량(Capacity)를 규정하는 식은 Darcy-Weisbach공식과 Manning의 공식이 사용되었다. 이렇게 개발된 신뢰성 모형을 실제 우수관에 적용하여 불능확률을 산정하는 신뢰성 해석을 수행하였다. Y자형 우수관망에서 2개의 관으로 유입하는 각각의 유량이 그 관의 허용유량을 초과할 경우를 불능확률로 가정하였고, 나머지 관의 경우는 두 개의 관으로부터 유입하는 유량과 그 세 번째 관의 매설지역의 우수유입량의 합이 그 관의 허용유량을 초과할 경우를 불능상태(state of system failure)로 간주하여 불능확률을 정량적으로 산정하였다. Darcy-Weisbach공식과 Manning의 공식을 사용한 신뢰성 해석결과를 비교하였으며 우수관 직경의 변화에 따른 불능확률을 산정하였다. 특정한 수치(설계직경)이하일 경우 불능확률이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 실제 우수관의 유효직경이 설계직경에 항상 가깝도록 불순물을 제거하는 것이 최선의 관리 방법이며 불능확률을 줄이는 최선의 방법일 것이다. 본 연구에서 개발된 신뢰성 모형은 우수관의 운용, 관리, 감독은 물론 설계에 활용이 가능 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.305-305
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• 2022

A better approach for assessing meteorological drought occurrences is increasingly important in mitigating and adapting to the impacts of climate change, as well as strategies for developing early warning systems. The present study defines meteorological droughts as a period with an abnormal precipitation deficit based on monthly precipitation data of 18 gauging stations for the Han River watershed in the past (1974-2015). This study utilizes a Bayesian parameter estimation approach to analyze the effects of climate change on future drought (2025-2065) in the Han River Basin using the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) with four bias-corrected general circulation models (GCMs) under the Shared Socioeconomic Pathway (SSP)2-4.5 scenario. Given that drought is defined by several dependent variables, the evaluation of this phenomenon should be based on multivariate analysis. Two main characteristics of drought (severity and duration) were extracted from precipitation anomalies in the past and near-future periods using the copula function. Three parameters of the Archimedean family copulas, Frank, Clayton, and Gumbel copula, were selected to fit with drought severity and duration. The results reveal that the lower parts and middle of the Han River basin have faced severe drought conditions in the near future. Also, the bivariate analysis using copula showed that, according to both indicators, the study area would experience droughts with greater severity and duration in the future as compared with the historical period.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권10호
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• pp.857-866
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• 2009

본 연구에서는 전국의 30년 이상의 강우관측기록을 보유하고 있는 기상청 산하 56개 강우관측소의 연 최대치 강우자료들로부터 확률분포형에 대하여 모멘트법, 최우추정법, 확률가중모멘트법을 이용하여 모수를 추정하고, 그 모수의 범위와 확률변수의 범위에 대한 적정성을 알아보았다. 적정성이 있는 모수를 대상으로 적합도 검정법인 x$^2$-검정, K-S검정, Cramer von Mises (CVM)검정, Probability Plot Correlation Coefficient (PPCC) 검정을 실시한 결과 중, 최근 연구에서 많이 이용되고 있고 표본자료의 크기가 작거나 왜곡된 자료일 경우에도 비교적 안정적인 결과를 얻을 수 있는 확률가중모멘트법과 상관계수에 의한 검정인 PPCC검정을 통과한 분포형을 우선적으로 적합도 평가 대상 분포형으로 선정하였다. 선정된 분포형을 대상으로 적합도 평가기준인 SLSC, MLL, AIC를 적용하여 적합도 평가를 실시하여 대표확률분포형 후보군을 추출하였다. 대표확률분포형 후보군으로 선정된 확률분포형에 대하여 resampling방법인 Jackknife기법을 적용하여 변동성을 파악하고, 변동성이 가장 작게 나타난 분포형을 그 지점의 대표확률분포형으로 결정하였다. 본 논문에서는 분석 결과의 분량을 감안하여 대표적으로 서울, 강릉, 대구, 전주, 부산 지점에 대해 작성하였으며, 확률강우량의 변동성이 가장 작은 확률분포형을 56개 지점의 각 지점 대표확률분포형으로 제시하였으며, Gumbel 분포(GUM)의 선정 비율이 지속기간 12시간, 24시간에 대해 각각 41 %, 32 %로 가장 높게 나타났다. 본 연구에서는 적합도 평가를 함에 있어서 객관적 정량화가 가능한 세 가지 기준과 Jackknife기법을 이용한 새로운 확률분포형 선정의 가능성을 제시하였다.