• 제목/요약/키워드: Monte-Carlo 기법

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이중 적층 구조 표적을 갖는 투과형 엑스선관의 몬테카를로 전산모사 (Monte Carlo Simulation of Transmission-Type X-ray Tube with Dual-Structured Target)

  • 천권수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.107-114
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    • 2023
  • 엑스선형광분석은 비파괴적으로 시료에 포함된 원소와 농도를 분석할 수 있는 기법으로 과학 및 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 다양한 물질을 포함한 혼합물 또는 화합물 분석의 정밀도 향상을 위해 10 keV 근방의 저에너지와 20 keV 근방의 에너지 영역에 높은 강도 분포를 갖는 엑스선관이 요구된다. 두 에너지 영역에서 높은 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻기 위하여 9.65 keV의 특성엑스선을 가지는 텅스텐과 17.48 keV의 몰리브덴 두 물질을 적층한 구조의 표적을 가지는 투과형 엑스선관을 몬테카를로 전산모사를 통해 스펙트럼을 분석하였다. W-Mo 구조의 표적을 통해 10 keV와 20 keV 근방의 강한 강도를 갖는 특성엑스선을 얻었다. 또한 4 ㎛ 두께의 Mo-W multilayers 구조의 표적을 통해 최적의 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻을 수 있음을 확인하였다. 다양한 표적 물질을 선택 조합하고 두께 최적화를 통해 원하는 에너지 대역에서 높은 강도 분포를 갖는 스펙트럼을 얻는 것이 가능하다.

사장교 시공 중 케이블 장력 보정을 위한 최적 변위계측 위치 결정 (Determination of Optimal Locations for Measuring Displacements to Adjust Cable Tension Forces of Cable-Stayed Bridges)

  • 신수봉;이중용;김재천;정길재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권2호통권54호
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    • pp.129-136
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    • 2009
  • 이 연구에서는 사장교의 시공 중 장력보정을 위한 최적 변위계측 위치(OLD) 결정법을 제안한다. 변위 민감도를 구하여 Fisher Information Matrix(FIM)를 정식화하였고, 이를 이용한 유효독립분포벡터(EIDV)를 계산하여 최적 변위계측 위치의 우선순위를 결정하였다. 결정된 최적 변위계측 위치의 효율성과 신뢰성을 검증하기 위하여 사장교에 대한 수치예제를 수행하였다. 변위를 사용한 FIM을 정식화하여 이의 결과를 변위 민감도를 사용한 결과와 수치예제를 통해 비교하였다. 또한 변위 측정오차와 케이블 길이오차가 장력 보정에 미치는 영향을 Monte Carlo 기법을 사용하여 통계적으로 분석하였다.

Doublet 센서배열의 수중음원 위치 추정 성능 향상을 위한 시간지연 추정 기법 (Time-delay Estimation Method for Performance Enhancement of Underwater Source Localization using Doublet Array)

  • 심민섭;이지혁;이형신
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.69-76
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    • 2020
  • 수중에서 방사된 음원의 신호는 해수면, 해저면 반사에 의한 다중경로 시간지연(multi-path time-delay)을 포함하여 체계(system)의 센서에 수신된다. 다중경로 환경과 복잡한 해양환경의 외란(disturbance)에 의해 수신된 신호간 상관성(coherence)이 저하된다. 따라서, 신호간 시간지연값을 이용하여 수중음원의 위치를 추정하는 체계는 추정성능의 저하가 나타난다. 이러한 환경에서도 강인한 음원 위치 추정성능을 위해 선배열(uniform line array), 평면배열(rectangular array)과 같은 다양한 형태의 센서배열과 빔형성(beamforming) 기법, 비용함수(cost-function)과 같은 신호처리를 이용하여 왔다. 본 연구에서는 선배열 형태의 doublet array와 추정된 시간지연값 보정 기법을 이용하고자 한다. 3 개의 doublet array를 동일 선에 위치하였으며 각각의 doublet array에 수신된 신호간의 시간지연값을 2 단계로 추정하였다. 수신신호에 대해 상호상관(cross-correlation) 함수를 적용하여 추정된 시간지연값을 수신신호의 중심주파수(center-frequency)와 array의 개구경(aperture) 및 수중음원과의 기하학적 관계에 따라 보정하여 최종의 시간 지연값을 얻었으며 이로부터 음원의 거리와 방위를 추정하였다. 제안한 기법의 타당성을 확인하기 위해, Monte-Carlo method를 이용하여 시뮬레이션하였다.

교량의 생애체계신뢰성해석에 기초한 잔존수명예측 연구 (Remaining Life Prediction of Deteriorating Bridges Based on Lifetime System Reliability)

  • 양승이;한상철
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.467-476
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    • 2001
  • 고속도로 건설은 미국을 포함한 여러 국가에서 거의 완료되었으며 정부나 고속도로 관계기관은 유지관리쪽에 초점을 맞추고 있다. 교량을 효과적으로 유지관리 하기 위해 교량의 실제 내하력과 잔존수명을 예측하는 것은 매우 시급하다. 이러한 목적으로서 시간에 대한 시스템 신뢰성 해석이 필요하다. 이 논문에서는 Lifetime 분포(함수)를 이용해서 교량의 잔존수명을 예측하기 위한 전형적인 교량의 모델링기법을 개발하였다. Lifetime의 함수변수를 생성하기 위해서 몬테칼로법을 이용하였다. 결과는 지금 존재하는 교량에 대해 최적의 유지관리 계획에 이용될 수 있다.

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목표 성능치 기반의 확률구속조건 평가 기법을 이용한 전자기 장치의 신뢰도 기반 최적설계 (Reliability-Based Design Optimization of Electromagnetic Devices by Evaluating Probabilistic Constraints Based on Performance Measure Approach)

  • 김동욱;김동훈
    • 한국자기학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.62-67
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    • 2013
  • 본 논문에서는 전자기 관련 제품의 효율적인 신뢰도 기반 최적설계를 위해 확률구속조건을 평가하는 기법으로 해의 안정성과 효율성이 우수한 목표 성능치법을 제시 하였다. 목표 성능치법을 적용한 신뢰도 기반 최적설계의 효율성 검증을 위하여 스피커 모델과 초전도 자기에너지 저장장치 모델에 대한 최적설계를 수행하였고, 이를 기존 신뢰도 지수법을 적용한 최적설계 결과와 비교하였다. 또한 몬테카를로 수치모사기법을 이용하여 도출된 최적해의 신뢰도를 재 계산 후 비교함으로써 제안된 기법의 신뢰도 평가 결과의 정밀도를 검증하였다.

LTE-Advanced 시스템에서 스케줄링 및 프리코딩을 결합한 다중 포인트 협력 통신 기법의 성능 분석 (Performance Analysis of Coordinated Multi-Point with Scheduling and Precoding schemes in LTE-Advanced System)

  • 김보라;문상미;사란쉬 말리크;김철성;황인태
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권7호
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    • pp.27-33
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    • 2013
  • 본 논문에서는 차세대 셀룰러 시스템을 위한 사용자들 간 다중 포인트 협력 통신 (CoMP; Coordinated Multi-Point) 기법에 대하여 설계하고 이를 바탕으로 성능 분석이 이루어졌다. LTE-Advanced (Long Term Evolution-Advanced) 시스템에서 몬테카를로 모의실험이 이루어졌으며, CDF (Cumulative Distribution Function) 그래프를 통해 그 성능을 확인한다. CoMP를 사용하였을 때 성능이 향상되는 것을 확인하였으며, 스케줄링과 프리코딩 등 여러 기법을 추가로 적용하였을 때 더 좋은 결과를 얻는 것을 확인한다.

확률적 DEA모형에 의한 품목농협의 효율성 분석 (An Analysis of the Efficiency of Item-based Agricultural Cooperative Using the DEA Model)

  • 이상호
    • 농업생명과학연구
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    • 제45권6호
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    • pp.279-289
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    • 2011
  • 이 논문에서는 부트스트래핑 DEA 모형을 이용하여 품목농협의 효율성 분석 값의 통계적 유의성을 분석하였다. 분석결과, 첫째, 일반적 DEA모형에 의한 기술효율성은 0.878로 추정된 반면, 부트스트래핑 기법을 적용하면 0.804로 추정되었다. 그러나 두 값의 차이는 신뢰구간 범위 내에 있기 때문에 통계적으로는 유의하지 않다. 또한 95% 유의수준하에서 기술효율성의 통계적 신뢰수준은 0.726에서 0.874로 분석되었다. 둘째, 일반적 DEA모형에서 효율적인 품목농협으로 추정된 19개 농협 모두 부트스트래핑 기법을 적용한 경우 비효율적인 것으로 추정되었다. 이는 일반적 DEA모형의 경우 비효율적인 품목농협이 효율적인 것으로 추정될 수 있다는 것이다.

체계신뢰성 평가와 비교한 응답면기법에 의한 강재아치교의 위험성평가 (Risk Assessment for a Steel Arch Bridge System Based upon Response Surface Method Compared with System Reliability)

  • 조태준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.273-279
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    • 2007
  • 복잡한 구조물의 유한요소해석 응답값으로부터 계산된 요소신뢰성 지수와 파괴확률은 음함수의 미분 및 극히 작은 파괴확률의 계산상 1계2차 모멘트법 (FOSM)과 몬테카를로 시뮬레이션(Monte-Carlo Simulation)의 적용이 어려우므로, 선택된 확률변수만의 함수인 한계상태방정식을 음함수로 구성하는 응답면기법을 적용하여, 기본설계단계의 아치교량의 설계값으로 구성된 확률변수를 고려하여 교량시스템의 완성단계에 대한 위험성을 해석하였다. 체계신뢰성 해석에서는 모든 붕괴모드의 발생경로와 단면에 대한 해석에 많은 시간이 소요되어 유한요소 구조해석 결과와 기존의 아치교 사고사례 등을 통해서 밝혀진 중요한 위험경로 및 위험단면의 파괴를 일으키는 사건에 대하여만 고려하였다. 교량시스템의 체계신뢰성을 평가하여 상관관계의 변동에 따른 시스템붕괴에 대한 발생확률의 상하한계를 결정하였다. 시스템의 요소간 저항연결구조는 요소파괴의 순서와 전체강성의 감소정도에 따라서 결정하였다. 체계신뢰성에서 검토되지 않는 다른 요소간의 상관관계를 검토하기 위해서 가정된 붕괴순서와 다른 거동을 보일 경우에 대해서는 통계적으로 독립된 요소들의 파괴와 그 모든 붕괴모드 조합경우에 대해서 검토하였다. 붕괴모드조합의 검토 결과 거더와의 파괴조합과 아치리브와의 파괴조합에서 체계신뢰성보다 위험한 상한계 시스템 파괴확률과 안전한 하한계 파괴확률이 발견되었다.

유역특성인자를 활용한 Sacramento 장기유출모형의 매개변수 지역화 기법 연구 (A Study on Regionalization of Parameters for Sacramento Continuous Rainfall-Runoff Model Using Watershed Characteristics)

  • 김태정;정가인;김기영;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권10호
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    • pp.793-806
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    • 2015
  • 미계측유역의 유출량 모의는 수문학 분야에서 필수적인 사항이다. 강우-유출 모형을 이용하여 신뢰성 있는 유출량을 모의하기 위한 핵심사항은 강우-유출 모형의 매개변수를 추정하는 것이다. 하지만 현재 우리나라는 불충분한 수문자료로 인해 매개변수 추정에 어려움이 존재한다. 본 연구의 목표는 불확실성 반영을 위한 Bayesian 통계기법 기반의 강우-유출 모형의 매개변수를 지역화 하는 것이다. 그 방법은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 세계적으로 널리 사용되고 있는 Sacramento 강우-유출 모형에 Bayesian Markov Chain Monte Carlo 기법을 연계한 Bayesian Sacramento 강우-유출 모형을 사용하여 계측유역을 대상으로 13개 매개변수를 최적화하고 각 매개변수의 사후분포를 도출하였다. 둘째, 매개변수와 유역특성인자 사이에 회귀특성을 얻기 위해 다중선형회귀분석을 적용하여 유역특성을 고려한 지역화 매개변수를 결정하였다. 다중회귀분석을 통하여 산정된 지역화 매개변수를 계측유역에 전이하여 유출량을 모의 후 통계적 효율기준인 N-S계수, 일치계수 및 상관계수를 사용하여 지역화 매개변수 검증을 수행하였다.

불확실성 분석을 이용한 $^{99m}Tc$ 발생기 사용의 방사선위험도 평가 (Radiological Risk Assessment for $^{99m}Tc$ Generator using Uncertainty Analysis)

  • 장한기;김주연;이재기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제29권2호
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    • pp.129-139
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    • 2004
  • 의료 및 산업체에서 중형방사선 선원의 사용증가는 정규 및 사고시 작업자와 일반인에 대해 방사선 노출의 위험을 초래한다. 본 연구에서는 중형 의료용 선원을 사용하는 $^{99m}Tc$ 발생기에 대한 위험도 평가를 수행하였다. 사건수목기법을 활용하여 국내 현실에 적합한 시나리오를 도출하였으며, 정규 및 사고시로 나누어 작업자와 일반인에 대해서 몬테칼로 기법에 의거한 불확실성 분석을 수행하였다. 아울러 위험도결과에 가장 영향을 미치는 인자를 알아보기 위해 5가지 독립변수에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 빈도수의 기여로 인해 정규작업에 대한 위험도가 사고시 위험도보다 높게 평가되었다. $^{99m}Tc$ 발생기의 경우 정규작업 시 작업자 $0.6mSvy^{-1}$, 일반인 $0.014mSvy^{-1}$ 이며 사고시 작업자 $3.96mSvy^{-1}$, 일반인 $0.0016mSvy^{-1}$로 평가되었다. 정규작업 보다 사고시의 불확실성 범위가 10배 정도 더 높게 나타났다. 또한 민감도 분석 결과 선원의 강도, 작업거리, 작업시간이 위험도에 가장 영향을 미치는 인자로 나타났다. 이리한 위험도 평간 방법론과 결과는 중대형 선원에 대한 위험도 정보 활용 규제 (Risk-Informed Regulation)에 유용할 것으로 기대한다.