• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.149-160
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• 2014

본 연구의 목적은 전기비저항을 사용한 터널 굴착면 전방의 이상지반 탐사 시 이상지반의 위치와 두께 및 전기적 특성을 예측하기 위한 하모니서치(Harmony Search, HS) 알고리즘의 적용과 역해석 정확성의 검증이다. 가우스법칙(Gauss' laws)과 옴의 법칙(Ohm's laws)으로부터 이상지반 존재 시 암반의 전기저항과 이상지반 특성 변수를 연관 짓는 관계식을 유도하고, 전기저항을 사용하여 이상지반 특성 변수를 예측하도록 HS 알고리즘 기반의 역해석 프로그램을 개발하였다. 지반의 전기비저항을 측정하기 위한 저항 측정 시스템을 제작하였으며, 제안된 HS 알고리즘을 검증하기 위해 실내실험으로 모사한 이상지반의 전기저항을 측정하여 역해석을 수행하였다. 그 결과, 이상지반의 위치와 두께에 대한 예측은 5% 이하의 낮은 오차율을 나타내어 이상지반의 특성을 높은 정확도로 예측함을 보였다.

• 대한교통학회지
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• 제30권5호
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• pp.71-82
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• 2012

본 연구에서는 최근 개발된 화음 탐색법을 이용해 교통망 통행배정 모형의 통행비용 함수의 하나인 BPR 함수의 계수들을 추정하였다. 기존 연구에서는 교통량과 통행시간 자료를 실측해 이를 통계적으로 분석해 계수를 추정하는 방법과 관측교통량과 통행배정 교통량을 일치시키는 계수값을 찾는 것을 목표로 통행배정 모형과 최적화 기법을 결합시킨 방법을 이용하여왔다. 이중 대형 교통망의 계수 정산에 자주 이용되어온 최적화 기법은 관측 통행패턴을 최대한 근접하게 재현하는 계수를 추정할 수 있다는 장점이 있으나 그 수학적 성질과 추정 계수값에 대한 수학적 검토가 충분히 이루어지지 못했다. 본 연구에서는 이러한 문제 인식아래 최근 개발된 전역 탐색 기법인 화음탐색법 기반의 교통망 비용함수 정산 방법을 개발하였다. 화음탐색법은 2000년대 초반 개발된 이후 다양한 분야에서 기존에 사용되던 전역탐색기법들에 비해 우수한 성질을 입증하여 왔으나 교통분야에는 그 적용 예가 거의 없었다. 본 연구는 화음탐색법의 개념을 설명하고 이를 이용해 개발된 정산 알고리즘을 기존 연구에서 사용된 점진증가법 및 황금율법과 성능 비교하였다. 화음탐색법 기반 정산기법은 기존 기법들에 비해 관측 통행패턴을 보다 근접하게 재현할 수 있는 비용함수 계수값들을 찾을 수 있는 것으로 나타났다. 또, 관측 교통량 기반 계수추정법은 BPR식의 ${\beta}$값 추정에는 적합하지만 초기속도나 ${\alpha}$값 정산을 위해서는 통행 속도나 시간과 같은 추가 자료가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.281-291
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• 2018

화음탐색법은 2001년 고려대학교 수자원연구실에서 개발한 최적화 알고리즘으로 재즈의 즉흥연주에서 반복적인 연습을 거듭할 수 록 좋은 화음이 만들어지는 현상에 착안하였다. 화음탐색법은 처음 소개된 논문이 Google Scholar 기준 약 3,600여 회(2018년 1월 11일 기준) 인용될 만큼 유전자알고리즘과 견줄만한 세계적인 최적화 알고리즘이 되었고 비단 수자원공학 및 토목공학 뿐 만 아니라 공학 전 분야, 의학, 경영학, 인문학 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 본 논문은 화음탐색법을 포함한 최적화 알고리즘이 수자원공학의 다양한 분야에서 널리 적용되기를 바라며 작성된 화음탐색법 총설논문(Review Article)이다. 따라서, 본 논문에서는 먼저 화음탐색법을 간략히 소개하고 적용분야 및 분야별 적용 빈도를 살펴본다. 또한 화음탐색법의 세계화 현황을 관련 학회의 성장과 관련 연구프로젝트의 동향 정리를 통해 알아본다. 마지막으로 국내 수자원공학 분야 연구에 적용된 최적화 알고리즘 현황을 살펴보고 활용의 증대를 위한 몇 가지 제안사항을 전달하며 마무리한다.

• Coupled systems mechanics
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• 제13권1호
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• pp.1-19
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• 2024

The effectiveness of coupling with a bolted rim is assessed in this research using a newly designed optimization algorithm. The current study, which is provided here, evaluates 10 contemporary metaheuristic approaches for enhancing the coupling with bolted rim design problem. The algorithms used are particle swarm optimization (PSO), crow search algorithm (CSA), enhanced honeybee mating optimization (EHBMO), Harmony search algorithm (HSA), Krill heard algorithm (KHA), Pattern search algorithm (PSA), Charged system search algorithm (CSSA), Salp swarm algorithm (SSA), Big bang big crunch optimization (B-BBBCO), Gradient based Algorithm (GBA). The contribution of the paper isto optimize the coupling with bolted rim problem by comparing these 10 algorithms and to find which algorithm gives the best optimized result. These algorithm's performance is evaluated statistically and subjectively.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.280-283
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• 2004

Today, the guide line of the SFRC mix design and the construction was not embodied, and the convenience of the practical application on the spot is not good. In this research, hence, the program which is optimized to result the mix proportion by the flexural strength and toughness, was developed to apply with ease SFRC on the practical spot. This program would minimize the number of trial mixes and achieve an economical and appropriate mixture. In addition, the theoretical background on which the program is based, will be the basis of the embodied method to mixing SFRC. New algorithm, in this research, was used to develop the mix proportioning program of SFRC. The new algorithm is the Harmony Search which is the heuristic method mimicking the improvisation of music players. And, beside to single fiber reinforced concrete, it was developed the program about the hybrid fiber reinforced concrete that two kinds of steel fibers, which have the different geometry, was reinforced. This will be able to keep the world trend to study, hence, offers the basis of the next generation research.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권6호
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• pp.1071-1091
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• 2014

Pounding of adjacent structures are always a notable reason for damages after strong ground motions, but it is already unforeseen detail in newly constructed structures. Thus, several approaches have been proposed in order to prevent the pounding of structures. By using optimally tuned mass dampers, it is possible to decrease the displacement vibrations of structures. But in adjacent structures, the response of both structures must be considered in the objective function of optimization process. In this paper, two different designs of Tuned Mass Dampers (TMD) are investigated. The first design covers independent TMDs on both structures. In the second design, adjacent structures are coupled by a TMD on the top of the structures. Optimum TMD parameters are found by using the developed optimization methodology employing harmony search algorithm. The proposed method is presented with single degree of freedom and multiple degree of freedom structures. Results show that the coupled design is not effective on multiple degree of freedom adjacent structures. The coupled design is only effective for rigid structures with a single degree of freedom while the use of independent TMDs are effective on both rigid and flexural structures.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권3호
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• pp.155-162
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• 2018

Process modeling with activated sludge models (ASMs) is useful for the design and operational improvement of biological nutrient removal (BNR) processes. Effective utilization of ASMs requires the influent fraction analysis (IFA) of the wastewater treatment plant (WWTP). However, this is difficult due to the time and cost involved in the design and operation steps, thereby declining the simulation reliability. Harmony Search (HS) algorithm was utilized herein to determine the relationships between composite variables and state variables of the model IWA ASM1. Influent fraction analysis was used in estimating fractions of the state variables of the WWTP influent and its application to 9 wastewater treatment processes in South Korea. The results of influent $S_s$ and $Xs+X_{BH}$, which are the most sensitive variables for design of activated sludge process, are estimated within the error ranges of 8.9-14.2% and 3.8-6.4%, respectively. Utilizing the chemical oxygen demand (COD) fraction analysis for influent wastewater, it was possible to predict the concentrations of treated organic matter and nitrogen in 9 full scale BNR processes with high accuracy. In addition, the results of daily influent fraction analysis (D-IFA) method were superior to those of the constant influent fraction analysis (C-IFA) method.

• Computers and Concrete
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• 제15권1호
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• pp.55-71
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• 2015

This paper presents a novel harmony search (HS)-based data-driven single input rule modules (SIRMs)-connected fuzzy inference system (FIS) for the prediction of stress in externally prestressed tendon. The proposed method attempts to extract causal relationship of a system from an input-output pairs of data even without knowing the complete physical knowledge of the system. The monotonicity property is then exploited as an additional qualitative information to obtain a meaningful SIRMs-connected FIS model. This method is then validated using results from test data of the literature. Several parameters, such as initial tendon depth to beam ratio; deviators spacing to the initial tendon depth ratio; and distance of a concentrated load from the nearest support to the effective beam span are considered. A computer simulation for estimating the stress increase in externally prestressed tendon, ${\Delta}f_{ps}$, is then reported. The contributions of this paper is two folds; (i) it contributes towards a new monotonicity-preserving data-driven FIS model in fuzzy modeling and (ii) it provides a novel solution for estimating the ${\Delta}f_{ps}$ even without a complete physical knowledge of unbonded tendons.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권2호
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• pp.137-155
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• 2013

Brittle fracture of structures excited by earthquakes can be prevented by adding a tuned mass damper (TMD). This TMD must be optimum and suitable to the physical conditions of the structure. Compressive strength of concrete is an important factor for brittle fracture. The application of a TMD to structures with low compressive strength of concrete may not be possible if the weight of the TMD is too much. A heavy TMD is dangerous for these structures because of insufficient axial force capacity of structure. For the preventing brittle fracture, the damping ratio of the TMD must be sufficient to reduce maximum shear forces below the values proposed in design regulations. Using the formulas for frequency and damping ratio related to a preselected mass, this objective can be only achieved by increasing the mass of the TMD. By using a metaheuristic method, the optimum parameters can be searched in a specific limit. In this study, Harmony Search (HS) is employed to find optimum TMD parameters for preventing brittle fracture by reducing shear force in additional to other time and frequency responses. The proposed method is feasible for the retrofit of weak structures with insufficient compressive strength of concrete.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.388-388
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• 2019

하도 홍수추적의 방법은 크게 수리학적 방법과 수문학적 방법으로 구분할 수 있다. 수리학적 홍수추적 방법은 정확하지만 대량의 자료가 필요하고 시간이 오래 걸린다. 이와 반대로 수문학적 홍수추적 방법은 정확성은 떨어지지만 소량의 자료만 있으면 되고 시간이 적게 걸린다. 여러 수문학적 홍수추적에 관한 연구들이 있으며 대표적으로 Muskingum 방법이 있다. Muskingum 방법 중 Linear Muskingum Model(LMM)은 방정식의 구조적 한계 때문에 정확한 홍수추적이 어려웠고, 이를 개선하기위하여 Nonlinear Muskingum Model(NLMM), Nonlinear Muskingum Model Incorporation Lateral Flow(NLMM-L) 및 Advanced Nonlinear Muskingum Model Incorporating Lateral Flow(ANLMM-L)이 제안되었다. 본 연구는 수문학적 홍수추적 중 Muskingum 방법의 결과 차이가 어떤 요인으로 인해 발생하는지 검토하였다. 최적화 알고리즘으로 화음탐색법(Harmony Search, HS)을 사용하였으며 LMM, NLMM, NLMM-L 및 ANLMM-L의 매개변수를 산정하였다. 각 방법에 적용 시 HS의 매개변수에 변화를 주어 민감도 분석을 실시하였으며, 분석을 위한 홍수자료는 The Willson Flood data (1947)를 선택하였다. 오차비교방법은 Sum of Squares(SSQ), Root Mean Square Errors(RMSE), Nash-Sutcliffe Efficiency(NSE)를 비교하였다. 비교 결과 알고리즘의 성능에 의한 차이보다 홍수추적 방법의 차이가 더 영향이 큰 것으로 나타났다.