• 제목/요약/키워드: Numerical model calibration

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Seismic pounding effects on adjacent buildings in series with different alignment configurations

  • Abdel Raheem, Shehata E.;Fooly, Mohamed Y.M.;Abdel Shafy, Aly G.A.;Abbas, Yousef A.;Omar, Mohamed;Abdel Latif, Mohamed M.S.;Mahmoud, Sayed
    • Steel and Composite Structures
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    • 제28권3호
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    • pp.289-308
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    • 2018
  • Numerous urban seismic vulnerability studies have recognized pounding as one of the main risks due to the restricted separation distance between neighboring structures. The pounding effects on the adjacent buildings could extend from slight non-structural to serious structural damage that could even head to a total collapse of buildings. Therefore, an assessment of the seismic pounding hazard to the adjacent buildings is superficial in future building code calibrations. Thus, this study targets are to draw useful recommendations and set up guidelines for potential pounding damage evaluation for code calibration through a numerical simulation approach for the evaluation of the pounding risks on adjacent buildings. A numerical simulation is formulated to estimate the seismic pounding effects on the seismic response demands of adjacent buildings for different design parameters that include: number of stories, separation distances; alignment configurations, and then compared with nominal model without pounding. Based on the obtained results, it has been concluded that the severity of the pounding effects depends on the dynamic characteristics of the adjacent buildings and the input excitation characteristics, and whether the building is exposed to one or two-sided impacts. Seismic pounding among adjacent buildings produces greater acceleration and shear force response demands at different story levels compared to the no pounding case response demands.

COMS 위성의 가시 및 적외 영상 채널로부터 복원된 대류운의 강우강도 향상과 검증 (Improvement and Validation of Convective Rainfall Rate Retrieved from Visible and Infrared Image Bands of the COMS Satellite)

  • 문윤섭;이강열
    • 한국지구과학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.420-433
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 2011년 4월 22일부터 10월 22일까지 우리나라에서 강수가 있는 총 75일 동안 COMS 위성의 적외 채널 $10.8{\mu}m$ 휘도 온도(IR), 적외 채널 $10.8{\mu}m$와 수증기 채널 $6.7{\mu}m$의 휘도 온도차(IR-WV), 정규화 된 가시반사도(VIS)와 기상 레이더의 강우강도를 이용하여 2-D와 3-D 대류운의 강우강도 (CRR) 조견표를 향상시키는 것이다. 특별히 한국형 2-D와 3-D CRR 조견표를 검증하기 위해 2011년 강수가 있는 24일 동안의 기상 레이더 강우강도 자료가 사용된다. 2-D와 3-D CRR 조견표는 각 채널의 등급 범주별 강우 총수와 비강우 총수의 행렬을 이용하여 구한 강우 확률에 평균 누적강우강도와 최대 강우강도를 각각 곱함으로써 2-D (IR, IR-WV)와 3-D (IR, IR-WV, VIS) 조견표의 기본과 최대 행렬을 얻을 수 있다. 최종적으로 새로운 2-D와 3-D의 CRR 조견표는 경험적으로 기본과 최대 강우강도 행렬의 회귀 분석으로 얻어진다. 그 결과 새로운 CRR 조견표는 기존보다 낮은 IR 휘도 온도, 낮은 IR-WV 휘도 온도차일 때에도 비교적 많은 강우 현상을 나타내며, $10mm\;h^{-1}$ 이상의 강우강도 영역이 확대되어 나타난다. 정확도와 범주별 통계가 주어진 기간 동안 발생했던 CRR 자료에 대해 계산된다. 새로운 2-D와 3-D CRR 조견표의 평균 오차, 평균절대 오차, 제곱근평균 오차가 기존 조견표보다 작게 나타나며, 예측 거짓경고비율은 감소하고, 탐지확률은 증가하며, 임계성공지수는 개선된다. 태풍과 뇌우와 같은 기상 이변에서의 강한 호우를 고려하기 위해서 습윤 보정 계수를 교정한다. 이 인자는 수치모델이나 COMS에서 복원한 지면에서 500 hPa까지 평균한 총가강수량과 상대습도의 곱 (PW RH)으로 정의된다. 이 연구에서는 PW RH에 근거하여 IR 운정 휘도 온도가 210 K 이하일 때, 상대습도가 40% 이상일 때 1에서 2사이를 경험적으로 정한다. 새로운 2-D와 3-D CRR 조견표를 적용한 결과 평균 오차, 평균 절대 오차, 제곱근 평균 오차가 줄어든다.

패류양식해역 환경용량 산정 모델 구축 -I . 모델 검정 및 민감도 분석- (Modification of an Ecosystem Model for Carrying Capacity of Shellfish System -I . Validation and Sensitivity Analysis-)

  • 이원찬;김형철;최우정;이필용;구준호;박청길
    • 한국수산과학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.386-394
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    • 2002
  • 패류 양식 해역의 서식 환경과 양식 생물간의 상호 관계를 파악하고 지속적인 생산 방안을 위하여 굴 성장과 관련된 생리 대사 과정인 섭이, 소화, 배설, 호홉 등의 제 인자를 수식화하여 기존에 개발된 생태계모델 (EUTRP2)에 연계하여 환경용량 산정 모델을 구축하였다. 구축된 모델이 굴 성장과 서식환경과의 상호관계를 재현함에 있어 타당성 여부를 검정한 결과, 굴 성장에 따른 서식환경 중 식물플랑크톤 현존량이 감소하고 영양염 농도가 증가하는것으로 보아, 패류양식해역의 생태계 환경관리를 위한 도구로 사용할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고, 생태계 구성 요소에 영향을 미치는 생물 인자에 대한 민감도 분석 결과, 구성 요소들은 식물플랑크톤의 증식 속도와 높은 민감도를 보였고, 굴 성장의 경우 동물플랑크톤 최대 섭이 속도와는 민감도가 낮은 반면, 식물플랑크톤 증식 속도, 사멸 속도와 굴의 먹이 흡수 효율에 매우 민감하였다.

Design and calibration of a semi-active control logic to mitigate structural vibrations in wind turbines

  • Caterino, Nicola;Georgakis, Christos T.;Spizzuoco, Mariacristina;Occhiuzzi, Antonio
    • Smart Structures and Systems
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    • 제18권1호
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    • pp.75-92
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    • 2016
  • The design of a semi-active (SA) control system addressed to mitigate wind induced structural demand to high wind turbine towers is discussed herein. Actually, the remarkable growth in height of wind turbines in the last decades, for a higher production of electricity, makes this issue pressing than ever. The main objective is limiting bending moment demand by relaxing the base restraint, without increasing the top displacement, so reducing the incidence of harmful "p-delta" effects. A variable restraint at the base, able to modify in real time its mechanical properties according to the instantaneous response of the tower, is proposed. It is made of a smooth hinge with additional elastic stiffness and variable damping respectively given by springs and SA magnetorheological (MR) dampers installed in parallel. The idea has been physically realized at the Denmark Technical University where a 1/20 scale model of a real, one hundred meters tall wind turbine has been assumed as case study for shaking table tests. A special control algorithm has been purposely designed to drive MR dampers. Starting from the results of preliminary laboratory tests, a finite element model of such structure has been calibrated so as to develop several numerical simulations addressed to calibrate the controller, i.e., to achieve as much as possible different, even conflicting, structural goals. The results are definitely encouraging, since the best configuration of the controller leaded to about 80% of reduction of base stress, as well as to about 30% of reduction of top displacement in respect to the fixed base case.

유역 모형과 하천 모형의 연계를 통한 낙동강 본류 흐름 예측 (Numerical Estimations of Nakdong River Flows Through Linking of Watershed and River Flow Models)

  • 강형식;장재호;안종호;김익재
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권7호
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    • pp.577-590
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    • 2011
  • 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 유역-하천 흐름 연계 모형을 구축하였다. 본 연구는 기후변화에 따른 하천 흐름 및 수질 영향 분석을 위한 전단계의 연구이다. 낙동강 유역을 대상으로 유역 수문 모형인 SWAT 모형을 구축하고 낙동강 본류 EFDC 모형에 유량 경계자료를 제공하여 본류 흐름을 예측하였다. 유역 모의를 통해 계산된 유출량을 본류 13개, 지류 30개 지점에서 2004년부터 2009년까지의 환경부8일 자료를 이용하여 검보정하였다. 모형의 적용성을 평가하기 위하여 % difference, NSE, $R^2$를 산정하였으며, % difference는 몇몇 지점을 제외하고는 대부분 15% 이내인 것으로 나타났고, NSE와$R^2$ 역시 대부분 적정 수준인 것으로 모의 되었다. 한편, SWAT 모형으로부터 본류의 상류 및 지류 경계의 유출량 값을 제공받아 EFDC모형에 입력하였고 낙동강 본류에서의 2007년도 흐름을 예측하였다. 계산된 결과를 낙동강 본류의 각 수위 관측소에서의 측정 데이터와 비교한 결과, 본 모형이 저수기 및 홍수기시 모두 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한 만곡부 및 하중도 부근에서의 유속 증가와 감소 현상 등을 잘 모의하는 것으로 확인되었다. 한편, 상류 경계로 부터 1월1일 유입된 염료의 이동현상을 모의한 결과 하구언까지 도달하는데 약 65일이 소요되는 것으로 나타났다.

저선량의 감마선 피폭된 사람 말초 임파구의 미소핵을 이용한 방사선 생물학적 피폭선량 측정법 연구 (Cytokinesis-blocked micronuclei in the human peripheral lymphocytes following low dose γ-rays irradiation)

  • 김태환
    • 대한수의학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.99-104
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    • 2001
  • 불의의 방사선 피폭 환자의 체내 방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 생물학적 선량측정 개발의 일환으로 저선량 피폭환자의 체내 피폭선량 측정 지표로서의 미소핵 분석법 이용 가능성을 평가하기 위하여 코발트-60 감마선을 0.25 Gy에서 1 G의 선량을 인체 말초 혈액에 조사한 후 임파구내에 미소핵의 수적 변화를 형태학적으로 관찰하였다. 저선량에 피폭된 임파구에서 미소핵이 관찰되었으며, 선량에 따른 수적인 변화도 나타났다. 저선량 피폭에 대한 미소핵의 수적 변화에 대한 선량-반응 곡선은 $Y=(0.02{\pm}0.0009)+(0.033{\pm}0.010)D+(0.012{\pm}0.012)D^2$의 식을 얻었으며, linear quadratic model 이였다. 이상의 결과에서 미소핵의 발생 빈도와 피폭 선량간에 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 그리고 정상대조군에서는 세포당 $0.02{\pm}0.0009$개가 관찰되었다. 따라서 말초 임파구를 이용한 미소핵 분석법은 저선량 피폭환자의 체내 피폭선량 측정은 물론 방사선 방호제의 검색 및 방사선 민감도 검사를 위한 방사선 생물학적 지표로 이용 가능하며, 특히 이 방법은 간편하고 정확하며 재현성이 있는 방법으로 불의의 방사선 피폭 사고시 체내 피폭선량을 예측하는 좋은 지표로 사용되어질 수 있을 것으로 사료됨.

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해운대(海雲臺) 해수욕장(海水浴場)의 해빈변형기구(海濱變形機構) (Beach Deformation Mechanisms in Haeundae Beach)

  • 이종섭;박일흠;김차겸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.595-605
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    • 1994
  • 해운대(海雲臺) 해수욕장(海水浴場)의 단(短) 장기적(長期的)인 해빈변형기구(海濱變形機構)를 파악하기 위하여 기존자료(旣存資料)의 수집분석(收集分析), 현지조사(現地調査) 및 수치모형실험(數値模型實驗)을 실시하였다. 해안선(海岸線) 및 해빈기면(海濱祈面) 측정자료(測定資料)의 해석(解釋)을 통하여 태풍통과(颱風通過)에 의한 해빈(海濱)의 퇴적(堆積) 및 침식기구(浸蝕機構)를 모식적(模式的)으로 설명하였다. 이러한 단기적(短期的)인 해빈변형기구(海濱變形機構)는 입사파(入射波)의 파향(波向)과 쇄파대(碎波帶)에서 발생하는 해빈류(海濱流)와 밀접한 관계(關係)가 있는 것으로 나타났다. 그리고 해빈폭(海濱幅) 실측자료(實測資料)를 이용한 해안선변형모형(海岸線變形模型)의 검증(檢證)을 통하여 대표파(代表波)의 제원(諸元)과 검증(檢證)파라미터를 도출하였다. 해운대(海雲臺) 해안(海岸)은 주입사(主入射) 파향(波向)이 SE계(系)이므로 장기적(長期的)으로는 동쪽에서 서쪽으로의 연안표사(沿岸漂砂)가 탁월하게 존재한다. 따라서 동쪽해안에서는 표사(漂砂)의 공급원(供給源)이 없으므로 해안침식(海岸浸蝕)을 일으키게 되고, 서쪽해안에 퇴적(堆積)한 모래는 폭풍시(暴風時) 고파랑(高波浪)에 의하여 외해(外海)쪽으로 유실(流失)된다.

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수치해석을 이용한 이어도 기지 구조물이 해수 유동에 미치는 영향 분석과 해류 관측 평가 및 보정방안 연구 (Numerical Investigation, Calibration Method of the Interaction between Ieodo Ocean Research Station and Ocean Current)

  • 홍우람;심재설;민인기;김종암
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.476-483
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    • 2007
  • 이어도에 건설된 다목적 해양과학기지에서는 주위 대류 및 해류의 데이터 수집을 통해 기상, 어장예보 등의 기초 자료를 제공하는 것을 한 가지 목적으로 한다. 그런데 이어도 기지 구조물에 의한 해수 유동의 변화는 과학기지의 관측 데이터에 영향을 주어 정확한 자료 수집을 어렵게 하므로, 이어도 기지 구조물이 주위 유동에 미치는 영향을 분석하고 유동 정보 관측을 평가/보정하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이를 위한 기초연구로, 해류와 구조물 사이의 상호 작용을 모사 할 수 있는 알고리즘을 연구, 적용방법을 논의한다. 그 결과, 3차원 전산유체역학을 이용한 수치해석을 통해 이어도 기지 구조물 및 수중암초가 주위 유동에 미치는 영향을 연구하고 정확한 데이터 측정방법을 제안한다.

병리학적 조직 진단장치 개발에 대한 타당성 분석 연구 (Feasibility Study for the Development of a Device for Pathological Tissue)

  • 고채옥;박민영;김정란;이애경;최형도;최재익;백정기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.341-350
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    • 2006
  • 본 논문에서는 병리학적 조직의 산골 특성을 이용한 유방암 탐지 기법을 제안하고, 암 진단 장치 구현 가능성을 분석하였다. 이를 위해 탐지 알고리즘을 개발하고, 시뮬레이션과 측정을 통해 타당성을 검증하였다. 유방암 진단방법으로 microwave imaging 기법을 사용하였고, 시뮬레이션 시각셀의 크기는 1 mm로 모델 링 하였고, 직육면체 형태의 유방 조직의 크기는 $15cm{\times}15cm{\times}7cm$이며 피부 조직의 두께는 1 mm, 암 조직은 각각 다른 크기의 구 형태로 모델링하였다. 측정을 위해 유방 조직과 암 조직으로 구성된 단순한 실험 모델과 초광대역 안테나를 제작하였다. 측정 결과 암 조직을 잘 검출할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 암 조직 진단 장치용 시스템 개발을 위해서는 반사 손실 특성이 우수한 초광대역 안테나 설계와 정확한 보정 신호가 매우 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다. 현재 상용화 개발을 위한 연구가 추진 중에 있다.

소양호 탁수거동 해석을 위한 2차원 수치 모형의 보정 및 검증 (Validation and Calibration of 2D Numerical Model for Analysis of Turbidity Current Regimes in Soyang Reservoir)

  • 류인구;정세웅;윤성완
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.253-257
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    • 2010
  • 최근 들어 이상 강우 현상으로 인한 기록적인 집중 강우와 더불어 토지 이용 변화로 인해 탁수의 발생 빈도가 증가하고 있다. 강우 유출로 유입한 탁수는 저수지 내 장기간 체류하면서 하류 하천의 수질 및 수생태계 뿐만 아니라 저수지 내부의 영양단계에도 많은 영향을 준다. 특히, 성층화된 저수지의 경우 높은 영양염류 농도를 포함한 탁수는 밀도류 거동 특성을 보이면서 수평 및 수직 혼합 과정을 거치면서 국부적인 부영양화 현상과 조류의 수화 현상의 원인이 되고 있다. 따라서 대형 저수지의 수질관리에 있어 하천 유입 탁수의 밀도류 해석, 저수지의 수온 성층 구조 변화, 부유입자의 동력학적 해석이 중요한 요소로 부각되어 왔다. 본 연구에서는 소양호를 연구 대상 지역으로 선정하여 2005년과 2007년 수문 사상을 바탕으로 2차원 횡방향 수치 모형을 구축하였다. 수치모형을 통해 수온 성층 구조의 재현성을 확인하였으며, 다양한 탁수 거동 모형을 구축하여 적용성을 평가하였다. 유입수의 SS(Suspended Solid)를 단일 입경으로 가정한 TM-1 모형, SS의 입경분포에 따라 3개의 그룹(SSi)으로 구분한 TM-2 모형, 3개 그룹을 포함하면서 저수지내 탁수 장기화로 인한 탁수 저감 효과를 1차 반응상수로 매개 변수화(유기물 함량($a_0$) ${\times}$ 분해속도(${\lambda}_a$))하여 수정된 지배방정식을 적용한 TM-3 모형을 사용하였다. 각각의 탁수 거동 모형은 2005년과 2007년 수문 조건에서 수온 성층 구조를 잘 재현하였다. TM-1 모형과 TM-2 모형을 비교해보면, 탁수 중심축의 최고 탁도에 대한 예측 성능은 TM-2 모형이 우수한 결과를 나타냈었다. 하지만, 장기 탁수 모의 시 저수지 수중 잔류 SS가 지속적으로 높게 나타나 중층 탁도를 과대평가하는 경향을 보였다. TM-3 모형이 TM-2 모형에 비해 수심별 탁도 분포에 대한 중심축 탁도가 저평가되는 경향을 보였지만 저수지 내 잔류 탁도에 대한 영향 부분에서는 개선된 결과를 나타내었다. 본 연구 결과는 저수지 탁수 밀도류 해석 및 운영 시스템에 활용 될 수 있으며, 선택 취수 설비 등의 수리 구조물의 영향 평가에 활용할 수 있다.

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