• 제목/요약/키워드: Nonlinear exponential relationship

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하천에 설치된 횡구조물의 영향 및 섬진강 수계의 어류 풍부도 예측 (Impact of the Crossed-Structures Installed in Streams and Prediction of Fish Abundance in the Seomjin River System, Korea)

  • 문운기;노다혜;유재상;임오영;김명철;김지혜;이정민;김재구
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제9권2호
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    • pp.100-106
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    • 2022
  • 섬진강 수계 210개 지방하천을 대상으로 하천연장과 보 밀도 대비 어류 출현종 현황을 분석하였다. 하천연장에 따른 어류 출현종수는 비선형지수함수 (Nonlinear exponential relationship) 관계를 보였다. 모델에 따른 계수값 (b)은 0.03이며, 결정계수(R2)은 약 59.0%인 것으로 나타났다. 모델식에 따른 예측기대종수는 실제 출현종수와 차이를 보였으며, 대상하천 가운데 약 110개 하천 (약 52.4%)에서 실제 출현종수는 예측기대종수보다 낮게 나타났다. 한편 섬진강 수계 하천에서 나타난 평균 보 밀도는 약 2.7개/km였으며, 이는 타 수계 하천과 비교시 월등히 높은 수치였다. 보 밀도 지표 (Index of Weir's Density, IWD)에 따른 어류출현종수간의 2-DKS 분석 결과 어류 다양성에 영향을 주는 보 밀도 역치값 (Threshold value)은 약 2.5개/km인 것으로 나타났다 (Dmax=0.048, p<0.05). 실제 보 밀도 지표가 역치값 이상인 경우 어류 출현종수 대비 기대 종수비율은 70% 미만으로 낮아졌다. 따라서, 향후 수생태계 연속성 확보를 위한 보 밀도는 역치값 이하로 관리하는 것이 필요하다.

Advanced nonlinear Muskingum model incorporating lateral flow를 위한 exponential bandwidth harmony search with centralized global search의 적용 (Application of exponential bandwidth harmony search with centralized global search for advanced nonlinear Muskingum model incorporating lateral flow)

  • 김영남;이의훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권8호
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    • pp.597-604
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    • 2020
  • 하도홍수추적을 위한 수문학적 방법인 머스킹검 방법은 유입량, 유출량 그리고 저류량의 관계를 활용하여 유출량을 예측하는 방법이다. 머스킹검 방법에 관한 많은 연구가 진행되면서 필요한 매개변수들은 점점 늘어나게 되었고, 많은 매개변수로 인해 계산과정이 복잡해졌다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최적화 알고리즘을 머스킹검 방법의 매개변수 산정에 적용하였다. 본 연구는 Advanced Nonlinear Muskingum Model considering continuous flow (ANLMM-L)를 Wilson 홍수자료와 Sutculer 홍수자료에 적용하여 Linear Munsingum Model incorporating Lateral flow (LMM-L)과 Kinematic Wave Model (KWM)의 결과와 비교하였다. 관측 유출량과 모의 유출량과의 비교를 위한 지표로 Sum of Squares (SSQ)를 사용하였다. Exponential Bandwidth Harmony Search with Centralized Global Search (EBHS-CGS)가 ANLMM-L의 매개변수 산정에 적용되었다. Wilson 홍수자료에 적용한 결과 LMM-L보다 ANLMM-L이 정확한 결과를 나타냈다. Sutculer 홍수자료에서는 ANLMM-L이 KWM보다 좋은 결과를 보이긴 했으나, Sutculer 홍수자료의 유량이 크기 때문에 Wilson 홍수자료의 경우에 비해 SSQ가 크게 나타났다. EBHS-CGS는 본 연구에서 적용한 머스킹검 홍수추적뿐만 아니라 다양한 수자원 공학 문제에 적용할 수 있을 것이다.

경제성장과 환경오염 간의 비선형동학 분석 (Nonlinear Dynamics between Economic Growth and Pollution)

  • 김지욱
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제15권3호
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    • pp.405-423
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    • 2006
  • 본 연구는 자본과 노동의 요소투입물 증가가 환경오염의 증가를 유발하고 기술축적자체도 환경오염을 유발한다는 가설모형을 설정하고, 사회계획자모형과 환경오염방지활동이 이루어지지 않는 시장경제모형을 구축하여 이론모형을 도출한다. 도출된 이론모형을 이용하여 환경오염변수와 경제성장률(또는 국민소득 수준) 간에 선형이 아닌 비선형동학(nonlinear dynamics) 관계가 존재하는지를 분석하기 위하여 변수의 부드러운 곡면전환이 이루어지는 평활전이자기회귀모형(Smooth Transition Autoregressive : STAR)을 사용하였다. 서울시 산업생산지수와 대기오염도를 이용한 실증분석에서 경제성장률과 환경오염변수 간에 비선형 동태적인 관계와 비선형 그랜저 인과관계가 존재하는 것으로 나타나 서울지역에서의 환경쿠즈네츠곡선가설이 성립하고 있음을 간접적으로 확인하였다. 그러나 그 해석에는 한계가 있음을 지적하였다.

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얇은 보 구조물의 횡좌굴에 대한 total lagrangian 유한요소해석 (Total Lagrangian Finite Element Analysis of Lateral Buckling for Thin Beam Structures)

  • 정동원
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.7-22
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    • 1997
  • A finite element analysis is performed for lateral buckling problems on the basis of a geometrically nonlinear formulation for a beam with small elastic strain but with possibly large rotations. The total Lagrangian formulation for a general large deformation, which involves finite rotations, is chosen and the exponential map is used to treat finite rotations from the Eulerian point of view. For lateral buckling, the point of vanishing determinant of the resulting unsymmetric tangent stiffness is traced to examine its relationship to bifurcation points. It is found that the points of vanishing determinant is not corresponding to bifurcation points for large deformations in general, which suggests that the present unsymmetric tangent stiffness is not an exact first derivative of internal forces with respect to displacement. This is illustrated through several numerical examples and followed by appropriate discussion.

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대형 트럭의 선회 주행특성 해석을 위한 컴퓨터 모델의 개발 (Development of a Computer Model for the Turning Maneuver Analysis of a Heavy Truck)

  • 문일동;권혁조;오재윤
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.121-129
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    • 2000
  • this paper develops a computational model for the turning maneuver analysis of a cabover type heavy truck. The model having 42 degree-of-freedom is developed using ADAMS. Leaf springs used in the front and rear suspension systems are modeled by dividing it three links and joining them with joints. Force and displacement relationship showing nonlinear hysteric characteristics of the leaf spring is measured and modeled with an exponential function. A velocity and force relationship of a shock absorber is measured and modeled with a spline function. And a stabilizer bar is modeled using ADAMS beam element to consider a twisting and bending effect. To verify the developed model an actual vehicle test is performed in the double lane change course with 50kph and 60kph vehicle velocity. In the actual vehicle test lateral acceleration roll angle and yaw rate are measured, The tendency and peak-to-peak values of the actual vehicle test and simultion results are compared each other.

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Nonlinear Finite Element Analysis of Containment Vessel by Considering the Tension stiffening Effect

  • Lee, Hong-Pyo;Choun, Young-Sun;Seo, Jeong-Moon;Shin, Jae-Chul
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제36권6호
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    • pp.512-527
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    • 2004
  • This paper describes the finite element (FE) analysis results of a 1/4 scale model of a prestressed concrete containment vessel (PCCV) by considering the tension stiffening effect, which is a result of the bond effect between the concrete and the steel. The tension stiffening model is assumed to be an exponential form based on the relationship between the average stress and the average strain of the concrete. The objective of the present FE analysis is to evaluate the ultimate internal pressure capacity of the PCCV, as well as its failure mechanism, when the PCCV model is subjected to a monotonous internal pressure beyond is design pressure capacity. With the commercial code ABAQUS, the FE analysis used two concrete failure criteria: a 2-dimensional axi-symmetric model with modified Drucker-Prager failure criteria and a 3-dimensional model with a damaged plasticity mod디. The results of our FE analysis on the ultimate pressure capacity and failure modes of PCCV have a good agreement with the experimental data.

Optimal Time Period for Using NDVI and LAI to Estimate Rice Yield

  • Yang, Chwen-Ming;Chen, Rong-Kuen
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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    • pp.10-12
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    • 2003
  • This study was to monitor changes of leaf area index (LAI) and normalized difference vegetation index (NDVI), calculated from ground-based remotely sensed high resolution reflectance spectra, during rice (Oryza sativa L. cv. TNG 67) growth so as to determine their relationships and the optimum time period to use these parameters for yield prediction. Field experiments were conducted at the experimental farm of TARI to obtain various scales of grain yield and values of LAI and NDVI in the first and the second cropping seasons of 2001-2002. It was found that LAI and NDVI can be mutually estimated through an exponential relationship, and hence plant growth information and spectral remote sensing data become complementary counterparts through this linkage. Correlation between yield and LAI was best fitted to a nonlinear function since about 7 weeks after transplanting (WAT). The accumulated and the mean values of LAI from 15 days before heading (DBH) to 15 days after heading (DAH) were the optimum time period to predict rice yield for First Crops, while values calculated from 15 DBH to 10 DAH were the optimal timing for Second Crops.

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액상화 가능성이 있는 지반에 놓인 지반-말뚝 시스템의 동적 p-y 곡선 연구 (Evaluation of the Dynamic P-Y Curves of Soil-Pile System in Liquefiable Ground)

  • 한진태;김성렬;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.141-147
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    • 2007
  • 말뚝의 동적 응답 해석을 위한 다양한 방법들이 개발되어 있으며, 이 중에서 비선형 스프링, p-y 곡선을 이용하여 지반-말뚝 상호작용을 고려하는 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 현재 사용되는 동적 p-y 곡선은 정적 또는 주기 하중에 의한 횡방향 재하 시험에 의해 개발되었다. 또한, p-y 곡선에 scaling factor를 도입하여 액상화에 의한 지반-말뚝 상호작용의 영향을 모사하고자 하는 시도가 이루어져 왔으나, 지금까지 정확한 scaling factor를 산정하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 Ig 진동대 실험으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 과잉간극수압과 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계 및 수치해석으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화와 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계로부터, 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화로 표현되는 p-y 곡선의 scaling factor를 구하였다. 그 결과, scaling factor는 과잉간극수압비에 따른 지수 함수의 형태로 나타났다.

강관말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 연구(I) -대구지역 낙동강 모래에 대하여 (Model Tests on the Lateral Behavior of Steel Pipe Piles(I) in the Nak -dong River Sand)

  • 김영수;허노영
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제13권5호
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    • pp.59-74
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    • 1997
  • 본 논문은 낙동강 유역의 사질토 지반에서 수평하중을 받는 강관 말둑의 수평거동을 모형실첨을 통해 관찰하였다. 븐 연구의 목적은 말뚝의 수평거동(하중-변위 잔계,지반내 말뚝의 모멘트 분포, 최대 모멘트-변위 관계 등)에 대한 말뚝의 강성, 말뚝의 근입길이, 지반의 상대밀도, 하중 재하속도, 말뚝두부의 구속조건, 그리고 지반내의 비균질토의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 결과들을 얻고자 한다. 비선형적인 하중-변위 관계는 모형실험의 결과들로부터 2차 곡선방정식으로 회귀분석하여 구하였으며, 임의 수평 변위에 대한 수평하중, 항복하중, 극한하중 그리고 최대 휭모멘트와 항복쉽모멘트는 상대밀도를 포함하는 지수함수식의 형태로 회귀분석하여 구하였다. 수평 극한하중에 관한 Brom's의 이론 결과와 실험결과 비교에서, 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 결과가 서로 반대로 나타난 것은 가정한 지반반력이 깊은 지점에서 낙동강 사질토의 지반반력보다 작아서 나타나는 것으로 판단된다. 균질충과 비균질토 지반의 수평거동 비교에서, 하부지반의 상 대밀도보다 상부지반의 상대 밀도가 하중-변위관계에 더 큰 영향을 끼치고 있으며, 하부와 상부 지반의 상대밀도 차가 클수록 그런현상은 뚜렷하게 나타났다.

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