이 논문에서는 비대칭 지렛대 효과를 처리하기 위한 확장된 GARCH 모형을 소개한다. 표준 GARCH 모형의 분산은 이전의 조건부 분산과 이전의 잔차 제곱 항으로 구성되어 있다. 잔차 제곱항으로는 비대칭 지렛대 효과를 모형화할 수 없는데 이 논문에서는 Yeo-Johnson 변환을 이용하여 지렛대 효과를 설명하는 확장된 GARCH 모형을 제안한다. Yeo-Johnson 변환은 변환 모수를 조절하여 비대칭 자료를 보다 정규성 또는 대칭성을 만족하도록 만든데 우리는 Yeo-Johnson 변환의 성질을 역으로 이용하여 비대칭 변동성을 모형화 한다. 제안 모형의 특징에 대해 살펴보고 모수 추정에 대해 알아본다. 제안 모형에서 예측과 예측구간을 어떻게 구하는지 살펴보고 실증 자료분석을 통해 제안모형과 GARCH, 비대칭 지렛대 효과를 모형화한 다른 GARCH 모형을 비교해 본다.
주식, 환율 등과 같은 금융자료의 수익률의 분포는 정규분포에 비해 꼬리가 두껍고, 좌우 비대칭성을 보인다. 조건부수익률이 정규분포를 따른다고 가정한 GARCH 모형을 이용하여 VaR을 추정하였을 때, 이러한 비정규성 때문에 적절한 추정이 이루어지지 않고, VaR을 초과하는 손실의 발생과정에 군집(clustering)현상이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 조건부수익률의 분포로 unbounded Johnson 분포를 이용한 GARCH 모형을 이용하여 VaR을 추정한다. 또한, 조건부수익률이 각각 정규분포, Student-t 분포를 따르는 GARCH 모형의 경우와 비교하였다. 초과손실 발생과정 자료를 이용하여 실패율검정과 군집성검정을 통해 조건부수익률 분포로 unbounded-Johnson 분포를 사용하는 방법의 타당성을 살펴보았다. Unbounded Johnson 분포가 조건부수익률 분포로 주어지는 GARCH 모형의 경우는 과소, 과대추정을 하지 않고, 군집현상 또한 발생하지 않아 적절한 추정을 하고 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 Hoek-Brown (HB) 파괴기준을 Holmquist-Johnson-Cook (HJC) 콘크리트 재료모델에 접목시킴으로써 LS-DYNA 상에서 암반발파를 모델링할 때 현장암반의 고유한 특성이 잘 반영될 수 있도록 도모하였다. 이것은 많은 지질학적 불연속면을 포함하고 있는 현장암반이 지니고 있는 독특한 특징을 강조하기 위함이다. 두 모델의 접목은 HB 파괴기준으로 HJC 재료모델의 정적 강도 부분을 교체함으로써 이루어지며, 교체과정은 통계학적 곡선적합 기법에 의해 수행된다. 본 논문에서는 접목의 과정이 상세하게 소개되며, 획득된 HJC 재료모델의 사용에 대한 실례도 제시된다. 제시된 수치계산은 현장의 석회암 암반의 단일공 발파에 대한 평면변형률 모델링으로서 LS-DYNA가 제공하는 유체-구조물 상호작용(FSI) 기법과 다중재료 라그랑주-오일러(MMALE) 정식화 기법을 조합하여 수행된다.
본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 터빈 케이스의 컨테인먼트 성능 평가를 수행하였다. 충격 하중을 받는 구조물의 경우 변형률 속도가 증가함에 따라 유동 응력이 증가하기 때문에 충격 거동을 해석하기 위해서는 변형률 속도가 필수적으로 고려되어야 한다. 본 연구에서는 3가지 재료 모델(Cowper-Symonds, Johnson-Cook, Modified Johnson-Cook)을 충격 해석에 적용하고자 하였다. 해석에 적용된 재료 모델을 검증하기 위해서 알루미늄 6061 평판에 대한 충격 시험을 진행하였다. 실험과 해석 결과를 비교, 분석한 결과 Modified Johnson-Cook 모델이 가장 적은 오차를 보였다. 끝으로 해당 재료 모델을 터빈 케이스의 컨테인먼트 성능 평가에 적용하여 블레이드의 초기 속도에 따른 관통 여부와 충돌 부위에서 발생한 응력과 변형률을 제시하였다.
Single frame structures with notches were fractured by applying drop impact loadings at room temperature and low temperature. Johnson-Cook shear failure model has been employed to simulate the fractured single frame structures. Through several numerical analyses, material constants for Johnson-Cook shear failure model have been found producing the cracks resulted from experiments. Fracture strain-stress triaxiality curves at both room temperature and low temperature are presented based on the extracted material constants. It is expected that the fracture strain-stress triaxiality curves can offer objective fracture criteria for the assessment of structural fractures of polar class vessel structures fabricated from DH36 steels. The fracture experiments of single frame structures revealed that the structure on low temperature condition fractures at much lower strain than that on room temperature condition despite the same stress states at both temperatures. In conclusion, the material properties on low temperature condition are essential to estimate the fracture characteristics of steel structures operated in the Northern Sea Route.
This paper investigates the compressive deformation behavior of direct metal tooling (DMT), processing titanium alloy (Ti-6Al-4V) parts under high strain loading conditions. Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) experiments were performed to determine the flow stress and the coefficients of the Johnson-Cook model. This model is described as a function of strain, strain rate, and temperature. SHPB experiments were performed to characterize the deformation behavior of specimens made with 3D printers, using Ti-6Al-4V material under high temperature and dynamic loading.
콘크리트와 철근의 재료모델 그리고 스톡앵커의 낙하거리 변화에 따른 아치형 해저 케이블 보호구조물의 충돌특성을 분석하였다. 콘크리트의 재료모델로는 plastic kinematic모델과 Johnson-Holmquist Concrete모델이, 철근의 재료모델은 선형탄성모델과 plastic kinematic모델이 고려되었다. 스톡앵커의 무게는 2ton이며 낙하거리는 3, 5, 8.83m로 선정되었다. 충돌해석을 위해 유한요소해석 프로그램 ANSYS가 사용되었고, 해석시간 단축을 위해 낙하거리를 초기속도로 변화하는 기법을 사용하였다. 낙하거리 변화에 따른 재료모델의 민감성을 분석한 결과, 콘크리트의 충돌응답은 콘크리트모델에 민감하고 철근의 충돌응답은 일차적으로 철근모델에 이차적으로 콘크리트모델에 민감함을 알 수 있었다.
이 논문은 열폭발 실험에서의 열적, 화학적, 기계적 행동의 결과에 대한 3차원 모델 결과를 나타낸다. 폭발이 관찰되기 전까지 제한된 고 폭발물은 시간당 $1^{\circ}C$의 비율로 가열된다. 임의의 Lagrangian-Euler 코드를 사용하여 모델링된 가열, 점화 그리고, deflagration 단계는 구조적에서 동적인 hydro 시간단계까지 변하는 넓은 범위의 시간 영역에서 다루어 질수 있다. Johnson-Cook Failure Model (JCFM)에 실험적 고장분포를 더하여 폭발기기의 균열방향과 fragment의 크기를 예측할 수 있는 모델을 개발한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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