• 제목/요약/키워드: Kriging 기법

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곱분해 기법 기반의 통계 모멘트를 이용한 효율적인 강건 최적설계 (Efficient Robust Design Optimization Using Statistical Moments Based on Multiplicative Decomposition Method)

  • 조수길;이민욱;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1109-1114
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    • 2012
  • 제품 생산 시 발생하는 제작 공차, 항복강도와 탄성계수 등 재료 물성치의 불확실성, 온도와 습도 같이 시스템에 작용하는 환경인자 등은 시스템의 성능에 영향을 미친다. 강건 최적설계는 이러한 인자들이 시스템에 미치는 영향을 최소화하면서 성능을 개선하는 설계기법으로 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 하지만 기존의 강건 최적설계 기법은 여러 인자들의 분포를 고려해야 하기 때문에 막대한 계산비용이 드는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 곱분해 기법을 이용한 강건 최적설계를 제안한다. 제안된 기법을 이용하여 설계영역을 크리깅 메타모델로 근사하고 곱분해 기법을 적용하여 평균과 분산을 효율적이고 정확하게 계산하여 강건 최적설계를 수행한다. 제안된 방법을 수학예제와 공학예제에 적용하여 유용성을 검증한다.

이단계 크리깅 모델을 이용한 조(Jaw)의 구조최적설계 (Structural Optimization for a Jaw Using the Kriging model)

  • 이권희;방일권;강동헌;한동섭;한근조
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제2권)
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    • pp.143-147
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    • 2006
  • 컨테이너의 양 ${\cdot}$ 하역 작업 시 크레인을 정 위치에 고정시키고, 돌풍으로 인해 크레인이 레일방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 장치가 레일클램프이다. 쐐기형 레일클램프는 풍속이 증가하면 쐐기작용에 의해 압착력이 증가하므로 구조적으로 안정성과 내구성이 있게 설계해야한다. 따라서 본 연구에서는 순차적 표본방법을 기반으로 하는 크리깅 모델을 이용하여 조 형상최적설계를 수행하였다. 크리깅은 표본점의 반응치를 기초로 내삽법에 의해 임의의 점에서의 반응치를 예측하는 근사기법의 하나이다. 이것은 최적설계 분야에서 자주 사용되는 근사기법인 반응표면법에 비해 반응치의 보다 정확한 예측이 가능하며 특히 비선형성이 강한 함수의 예측에 적합하다고 알려져 있다. 순차적 크리깅 모델에 의하여 구해진 최적해를 상용프로그램을 이용하여 구한 최적해와 비교하고 제안된 방법의 유용성을 검토하였다.

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크리깅 기법을 이용한 금정산-백양산 일대 용천수의 물리화학적 성분의 공간적 분포 특성 연구 (Study on Spatial Characteristics of Physicochemical Components of Spring Water in Mts. Geumjeong and Baekyang Area Using Kriging)

  • 함세영;정재열;류상민;강래수
    • 지질공학
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    • 제12권4호
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    • pp.439-457
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    • 2002
  • 금정산-백양산 일원에 분포하는 50개소의 용천수와 6개소의 지하수에 대하여 9개 물리화학적 성분(온도, pH, Eh, EC, TDS, DO, 염분농도, 알칼리도, 용출량)을 측정하였다. 용천수의 pH는 5.06~8.38, 알칼리도는 7.93~102.21mg/1, EC는 $9.5~270\mu\textrm{s}/cm$, Eh는 64.2~685.9mV, DO는 4.57~12.13mg/l, 용출량은 4.26~182.2ml/s이다. 물리화학적 성분들의 통계적인 특성을 알기 위하여 일반통계분석을 실시하였으며 물리화학적 성분들간의 상관성을 분석하였다. 또한 용천수와 지하수의 물리화학적 성분을 비교하였다. DO, pH, Eh, EC, 알칼리도, 용출량의 공간적인 분포 특성을 알기 위하여 크리깅이 수행되었으며, 계산된 값을 성분들간의 공간적인 분포 비교를 위하여 표준화시켰다. 표준화된 값을 이용한 물리화학적 성분의 등치선도를 작성하여 각각의 성분의 이상대를 파악하였으며 서로 다른 성분들의 이상대를 비교 검토하였다.

FPSO Riser 지지구조의 설계최적화에 대한 근사화 기법의 비교 연구 (A Comparative Study of Approximation Techniques on Design Optimization of a FPSO Riser Support Structure)

  • 심천식;송창용
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.543-551
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    • 2011
  • 본 논문에서는 해양작업 상태의 하중조건을 고려한 부유식 원유생산 저장 하역장치에 설치된 라이져 보강구조의 강도설계에 관련하여 다양한 근사화 기법 기반 설계최적화 및 그 성능을 비교하고자 한다. 설계최적화 문제는 하중조건별 구조강도의 제한조건 하에서 중량을 최소화하여 설계변수인 구조 부재치수가 결정되도록 정식화된다. 비교 연구를 위해 사용된 근사화 기법은 반응표면법 기반 순차적 근사최적화(RBSAO), 크리깅 기반 순차적 근사최적화(KBSAO), 그리고 개선된 이동최소자승법(MLSM) 기반 근사최적화 기법인 CF-MLSM와 Post-MLSM이다. RBSAO와 KBSAO의 적용을 위하여 상용프로세스 통합 설계최적화(PIDO) 코드를 사용하였다. 본 연구에 적용한 MLSM 기반 근사최적화 기법들은 제한조건의 가용성을 보장할 수 있도록 새롭게 개발되었다. 다양한 근사화 모델 기반 설계최적화 기법에 의한 결과는 설계 해의 개선 및 수렴속도 등의 수치적 성능을 기준으로 실제 비근사 설계최적화 결과와 비교 검토하였다.

Kriging 기반 모델과 매개변수(Adjoint Variable)법을 이용한 항공기형상의 2단계 공력최적설계 (MULTI-STAGE AERODYNAMIC DESIGN OF AIRCRAFT GEOMETRIES BY KRIGING-BASED MODELS AND ADJOINT VARIABLE APPROACH)

  • 임진우;이병준;김종암
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.57-65
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    • 2009
  • An efficient and high-fidelity design approach for wing-body shape optimization is presented. Depending on the size of design space and the number of design of variable, aerodynamic shape optimization process is carried out via different optimization strategies at each design stage. In the first stage, global optimization techniques are applied to planform design with a few geometric design variables. In the second stage, local optimization techniques are used for wing surface design with a lot of design variables to maintain a sufficient design space with a high DOF (Degree of Freedom) geometric change. For global optimization, Kriging method in conjunction with Genetic Algorithm (GA) is used. Asearching algorithm of EI (Expected Improvement) points is introduced to enhance the quality of global optimization for the wing-planform design. For local optimization, a discrete adjoint method is adopted. By the successive combination of global and local optimization techniques, drag minimization is performed for a multi-body aircraft configuration while maintaining the baseline lift and the wing weight at the same time. Through the design process, performances of the test models are remarkably improved in comparison with the single stage design approach. The performance of the proposed design framework including wing planform design variables can be efficiently evaluated by the drag decomposition method, which can examine the improvement of various drag components, such as induced drag, wave drag, viscous drag and profile drag.

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수치표고모델과 다변량 크리깅을 이용한 기온 및 강수 분포도 작성 (Mapping of Temperature and Rainfall Using DEM and Multivariate Kriging)

  • 박노욱;장동호
    • 대한지리학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.1002-1015
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    • 2008
  • 이 논문에서는 기상관측소의 기온 및 강수 관측치를 이용한 공간적 분포도 작성에 수치표고모델(DEM)과 다변량 크리깅의 적용 가능성을 검토하였다. 기온 및 강수와 상관성을 가지면서 연구지역의 모든 지점에서 값을 제공하는 고도자료를 분포도 작성에 이용함으로써, 미관측 지점에서의 정보 부재 효과를 완화하면서 지형효과를 잘 반영하는 분포도를 작성하고자 하였다. 제주도 지역의 2005년 1월, 4월, 8월 및 10월의 월평균기온 및 월강수량 분포도 작성 사례 연구를 통해, 고도자료를 공동 크리깅에 의해 통합하였을 때 평활화 효과를 완화하면서 지형효과를 잘 반영하는 기온 및 강수 분포도 작성이 가능하였다. 또한 단변량 지구통계 기법인 정규 크리깅과 비교하였을 때, 보다 향상된 예측 능력을 나타내었다. 부가적으로 고도자료와의 상관성이 높을수록, 상대적 너겟 효과가 적을수록 예측 능력이 향상됨을 확인할 수 있었다.

Kriging기법과 수치모형에 의한 이안지구 대수층의 투수량계수 추정 (Aquifer Transmissivity Estimation with Kriging Techniques and Numerical Model in the LAN)

  • 조웅현;박영기;김환홍
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.113-120
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    • 1994
  • 대수층을 취급하는데 있어서 어려운 문제중에 하나는 수문학적인 변수의 공간적인 분포를 추정하는 것이다. 이안지구 대수층의 경우 면밀한 분석을 위한 관정시험 자료가 많지 않다. 이안지구 대수층의 투수량계수의 분포를 결정하기 위하여, 수위관측지점을 투수량계수 자료로 전환하기 위해서는 이 지점을 pilot point로 정하여 수문학적인 변수의 공간분포를 추정하는 3단계의 절차를 검토하였다. 구성된 절차는 기지점의 값을 기초로 하여 변수분포의 지질통계적인 평가, 수치모델에 의하여 산정된 값과 비교, 최소화 알고리즘에 의하여 pilot point값을 보정하는 것으로 이루어 진다. 이안대수층의 변수분포를 평가 하는데 총 258개의 소구역으로 분할하고 각 소구역의 대표 투수량계수를 대상으로 Variogram을 구해본 결과 w=0.623, a=2.743을 얻었다. 이 계수를 이용하여 Kriging을 수행하고 보간된 투수량계수 분포를 가지고 수치해를 얻고 이를 관측치와 비교하여 보정하는 절차를 통해 투수량계수의 등고선을 나타냈다.

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공간필터링을 이용한 중력이상의 광역-잔여 이상 효과 분리 (New separation technique of regional-residual gravity anomaly using geostatistical spatial filtering)

  • 임형래;박영수;임무택;구성본;이영철
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.155-160
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    • 2006
  • 이 논문에서 중력이상에서 광역이상과 잔여이상을 분리하는 문제를 다루었다. 지구통계학의 한 가지 방법인 인자크리깅 기법을 이용하여 공간필터링에 적용하였다. 이 방법은 일반적으로 광역이상은 공간적으로 큰 규모의 상관관계를 가지고 잔여이상은 좁은 지역에서 높은 상관관계를 가진다는 가정에서 출발하였다. 크리깅 방법의 하나인 인자크리깅(Factorial kriging)을 적용하기 위하여 영향 반경이 큰 지역과 작은 지역에 적합한 서로 다른 베리오그램 모델을 적용하여 각각을 광역이상과 잔여이상으로 구분하였다. 이 방법의 적용가능성을 검증하기 위하여 한 방향으로 증가하는 경향을 가정한 광역이상에 단일 이상체를 가정한 잔여이상이 더해진 합성 모델에 대하여 적용하였다. 베리오그램 모델은 각각 광역이상과 잔여이상을 나타내는 두개의 서로 다른 베리오그램 모델의 합으로 근사할 수 있었다. 따라서 서로 다른 두개의 베리오그램 모델에 대하여 인자 크리깅을 이용한 공간필터링을 적용한 결과 광역이상과 잔여이상을 구분할 수 있다. 이 방법을 폐갱도가 존재하는 지역에서의 고정밀중력탐사 자료에서 적용하여 잔여이상을 추출하였고, 다항식 접합법의 결과와도 비교하였다. 이 연구를 통하여 인자크리깅을 이용한 공간필터링 방법이 중력이상에서 광역이상과 잔여이상을 분리해 낼 수 있는 한 가지 방법이 될 수 있음 보였다.

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토지 실거래가격 추정을 위한 공동 크리깅기법의 적용가능성 연구 (A Study for Applicability of Cokriging Techniques for Estimating the Real Transaction Price of Land)

  • 최진호;김봉준
    • 대한공간정보학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.55-63
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    • 2015
  • 최근 부동산거래의 투명성과 공평과세의 기반을 마련하고자 부동산 실거래가격의 활용에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 연구는 부동산 실거래가격의 활용과정에서 실거래 미발생지점에 대한 효과적인 가격추정을 위해 실거래 가격 및 고도, 경사도를 통합한 공동크리깅의 적용 가능성을 연구하였다. 이를 위해 경북 영천시의 2012년 1월부터 2014년 6월까지의 실거래 자료를 활용하여 실거래가격을 추정하였으며, 이를 정규크리깅 추정결과와 비교하였다. 추정된 가격과 2,575개 검증 지점의 실거래가격 사이 평균 오차, 평균제곱근오차 등을 분석한 결과 정규크리깅에 비해 공동크리깅 결과가 실거래가 추정과 현실화 측면에서 모두 효과적인 것으로 나타났다. 이는 지가형성에 영향을 미치는 고도, 경사 등의 영향요인이 고려되는 공동크리깅이 실거래가 추정에서 더 효과적임을 보여준다.

Kriging 모델기반 유전자 알고리즘을 이용한 RBCC 엔진 유로 최적설계 및 분석 (Design Optimization and Analysis of a RBCC Engine Flowpath Using a Kriging Model Based Genetic Algorithm)

  • 채상현;김혜성;이관중;오세종;최정열
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.51-62
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    • 2017
  • RBCC 엔진의 공기흡입 모드 추진성능을 결정하는 주요 요소인 유로 형상 설계를 위하여 최적설계 기법을 적용하였다. Kriging 모델 기반의 유전자 알고리즘을 이용하여 RBCC 엔진의 비추력을 최대로 하는 최적화를 수행하였으며, 분산분석법과 자가조직도를 통해 설계결과를 분석하였다. 램제트 및 스크램제트의 설계 조건을 각각 고도 20 km, 마하수 4 및 30 km, 마하수 7 설정하여 최적화를 수행한 결과, 기본 형상에 비해 각 모드에서 약 7% 및 10%의 비추력 상승을 얻을 수 있었다.