• 산업기술연구
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• 제19권
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• pp.127-133
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• 1999

This paper is a research about system identification which optimizes uncertain geothechnical properties from the data measured during geotechnical design and construction. Various numerical optimization algorithms of Simplex method, Powell method, Rosenbrock method and Levenberg-Marquardt method were applied to the excavation problem to determine which method showed the best results with respect to robustness of success in finding an optimal solution to within a certain accuracy and number of function evaluations. From the results of numerical analysis, all of four algorithms are converged to exact solution after satisfying the allowed criteria, and Levenberg-Marquardt's algorithms was identified to be the most efficient method in number of function evaluations. System identification was applied to geotechnical engineering problems, possibly being occurred in field, to verify its applicability : estimation of settlement due to self-weight consolidation in dredged and filled soil. For self-weight consolidational settlement of a dredged soil, a program of evaluating the constitutive relationship of effective stress-void ratio-permeability was developed by using the technique of system identification. Thus, consolidational characteristics of a dredged soil, having a very high initial void ratio, can be evaluated.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권6호
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• pp.371-382
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• 2023

Box girder bridges are now widely used in bridge construction, and it is necessary to perform load rating regularly to evaluate the load capacity of box girder bridges. Load testing is a common measure for load rating. However, the bridge must be loaded by many trucks under different loading conditions, which is time-consuming and laborious. To solve this problem, this paper proposes a load rating method for box girder bridges based on rapid moving loads testing. The method includes three steps. First, the quasi-influence factors of the bridge are obtained by crossing the bridge with rapidly moving loads, and the structural modal parameters are simultaneously obtained from the dynamic data to supplement. Second, an objective function is constructed, consisting of the quasi-influence factors at several measurement points and structural modal parameters. The finite element model for load rating is then updated based on the Rosenbrock method. Third, on this basis, a load rating method is proposed using the updated model. The load rating method proposed in this paper can considerably reduce the time duration of traditional static load testing and effectively utilize the dynamic and static properties of box girder bridges to obtain an accurate finite element model. The load capacity obtained based on the updated model can avoid the inconsistency of the evaluation results for the different structural members using the adjustment factors specified in codes.

• 한국음향학회지
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• 제8권1호
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• pp.38-47
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• 1989

탄성 평판에 왕복압축기를 설치할때의 최적마운트 설계문제를 다루었다. 마운트 부재로 네 개의 짧은 중공 고무원통(hollow rubber cylinder)을 사용하여 설계변수로서 고무원통의 두께, 지름, 높이, 그리고 설치위치를 고려한다. 최소 힘 전달율을 주는 최적마운트 매개변수 결정에는 구속 로젠브록법을 이용한다.

• 물과 미래
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• 제24권4호
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• pp.85-91
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• 1991

전국에 산재해있는 20개 하천유역을 선정하여 월강우량과 유출량 자료를 사용하여 Rosenbrock의 Rotating Coordinate Search Method에 의해 Thomas abcd 모형의 변수를 결정하였다. 결정된 4개 변수와 2개 초기조건 변수는 유역의 기상인자, 지형인자 및 지질특성인자와 다종상관관계로 표시하였다. 이와 같이 구성된 Thomas 형의 월유출 모형을 2개 시험유역에 적용하여 실측 월유출량과 비교해 본 결과 본 모형은 춘추에는 약간 작게 추정하였고 그 외의 기간에는 약간 크게 추정하는 성향을 보였으나 대체로 만족스러운 결과를 주었으므로 미계측 하천의 월유출량 추정모형으로 사용 가능한 것으로 판단하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제6권4호
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• pp.399-407
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• 1997

The pyrolysis reactions of atomic hydrogen with chloroform were studied In a 4 cm 1.6. tubular flow reactor with low flow velocity 1518 cm/sec and a 2.6 cm 1.4. tubular flow reactor with high flow velocity (1227 cm/sec). The hydrogen atom concentration was measured by chemiluminescence titration with nitrogen dioxide, and the chloroform concentrations were determined using a gas chromatography. The chloroform conversion efficiency depended on both the chloroform flow rate and linear flow velocity, but 416 not depend on the flow rate of hydrogen atom. A computer model was employed to estimate a rate constant for the initial reaction of atomic hydrogen with chloroform. The model consisted of a scheme for chloroform-hydrogen atom reaction, Runge-Kutta 4th-order method for Integration of first-order differential equations describing the time dependence of the concentrations of various chemical species, and Rosenbrock method for optimization to match model and experimental results. The scheme for chloroform-hydrogen atom reaction Included 22 elementary reactions. The rate constant estimated using the data obtained from the 2.6 cm 1.4. reactor was to be 8.1 $\times$ $10^{-14}$ $cm^3$/molecule-sec and 3.8 $\times$ $10^{-15}$ cms/molecule-sec, and the deviations of computer model from experimental results were 9% and 12% , for the each reaction time of 0.028 sec and 0.072 sec, respectively.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권6호
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• pp.1325-1348
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• 2015

Real-time hybrid testing (RTHT) involves virtual splitting of the structure into two parts: physical substructure that contains the key region of interest which is tested in a laboratory and numerical substructure that contains the remaining part of the structure in the form of a numerical model. This paper numerically assesses four step-by-step integration methods (Central difference method (CDM), Operator splitting method (OSM), Rosenbrock based method (RBM) and CR-integration method (CR)) which are widely used in RTHT. The methods have been assessed in terms of stability and accuracy for various realistic damping ratios of the physical substructure. The stability is assessed in terms of the spectral radii of the amplification matrix while the accuracy in terms of numerical damping and period distortion. In order to evaluate the performance of the methods, five carefully chosen examples have been studied - undamped SDOF, damped SDOF, instantaneous softening, instantaneous hardening and hysteretic system. The performance of the methods is measured in terms of a non-dimensional error index for displacement and velocity. Based on the error indices, it is observed that OSM and RBM are robust and performs fairly well in all the cases. CDM performed well for undamped SDOF system. CR method can be used for the system showing softening behaviour. The error indices indicate that accuracy of OSM is more than other method in case of hysteretic system. The accuracy of the results obtained through time integration methods for different damping ratios of the physical substructure is addressed in the present study. In the presence of a number of integration methods, it is preferable to have criteria for the selection of the time integration scheme. As such criteria are not available presently, this paper attempts to fill this gap by numerically assessing the four commonly used step-by-step methods.

• Wind and Structures
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• 제34권1호
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• pp.59-72
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• 2022

In this work the numerical results of the flow around a 5:1 rectangular cylinder at Reynolds numbers 3 000 and 40 000, zero angle of attack and smooth incoming flow condition are presented. Implicit Large Eddy Simulations (ILES) have been performed with a high-order accurate spatial scheme and an implicit high-order accurate time integration method. The spatial approximation is based on a discontinuous Galerkin (dG) method, while the time integration exploits a linearly-implicit Rosenbrock-type Runge-Kutta scheme. The aim of this work is to show the feasibility of high-fidelity flow simulations with a moderate number of DOFs and large time step sizes. Moreover, the effect of different parameters, i.e., dimension of the computational domain, mesh type, grid resolution, boundary conditions, time step size and polynomial approximation, on the results accuracy is investigated. Our best dG result at Re=3 000 perfectly agrees with a reference DNS obtained using Nek5000 and about 40 times more degrees of freedom. The Re=40 000 computations, which are strongly under-resolved, show a reasonable correspondence with the experimental data of Mannini et al. (2017) and the LES of Zhang and Xu (2020).

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.49-59
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• 1985

탄성(彈性) 이론(理論)에 의하여 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 문제(問題)를 형성(形成)하게 되면 부재(部材)의 단면적(斷面積)과 절점(節點)의 좌표(座標)를 동시에 고려(考慮)해야 하는 복잡(複雜)한 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)가 된다. 이런 비선형(非線形) 계획문제(計劃問題)를 해석(解析)할 수 있도록 제시(提示)된 기법(技法)이 별로 없고 현재 사용(使用)하고 있는 기법(技法)들도 실제(實際)의 적용(適用)에 제한(制限)을 받는 경우가 많다. 그러므로 트러스의 형태(形態), 재하조건(載荷條件) 등에 구애됨이 없이 트러스의 형상(形狀)을 최적화(最適化)할 수 있는 일반(一般) 해석기법(解析技法)이 필요(必要)한 것이다. 이에 본연구(本硏究)에서는 전(全) 해석과정(解析過程) two-phases로 나누어 phase 1 에서는 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고 phase 2 에서는 트러스의 절점좌표(節點座標)를 변수(變數)로 하여 형상(形狀)을 최적화(最適化)하는 알고리즘을 개발(開發)한 것이다. 이 알고리즘의 phase 1 에서 유도(誘導)된 비선형(非線型) 계획문제(計劃問題)를 SUMT 문제(問題)로 변환(變換)시켜 Modified Newton-Raphson Method에 의한 SUMT 법(法)을 채택(採擇)하고 phase 2 에서는 Rosenbrock Method의 일방향(一方向) 탐사기법(探査技法)에 의해 목적함수(目的凾數)만이 최소(最小)가 되도록 하는 기법(技法)을 도입(導入)하여 최적화(最適化) 알고리즘 개발(開發)하였다. 개발(開發)된 알고리즘을 트러스의 형태(形態), 설계제약조건(設計制約條件), 재하조건(載河條件) 등을 변화(變化)시켜 가면서 수종(數種)의 트러스에 적용(適用)하여 수치계산(數値計算)을 실시(實施)하고 그 결과(結果)를 다른 알고리즘의 결과(結果)와 정교(正較)하므로서 개발(開發)된 알고리즘의 타당성(妥當性) 안정성(安定性) 적용성(適用性)을 검토(檢討)하였다. 연구(硏究) 결과(結果) 개발(開發)된 이 two-phases 알고리즘은 트러스의 설계조건(設計條件)에 구애받지 않고 트러스의 형상최적화(形狀最適化)에 적용(適用)할 수 있으며 안정성(安定性)있게 빠른 속도(速度)로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)한다는 사실(事實)이 확인(確認)되었다. 이에 본(本) 알고리즘을 트러스의 형상최적화(形狀最適化) 알고리즘으로 새로이 제안(提案)하고 본(本) 알고리즘이트러스의 경제적(經劑的)인 설계(設計)에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료(思料)된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.167-177
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• 2005

본 연구는 미국 지질조사국에서 개발된 장기유출모형인 PRMS 모형을 금강유역 내 용담댐유역에 적용함으로써 PRMS 모형의 공간적인 특성과 유출 모의에 대한 효율성을 검토하였다. 공간적인 유출특성을 구체화하기 위하여 소유역구분과 HRU수의 증감에 따른 유출의 변화를 고찰하였다. 그 결과 소유역 구분에 따라, HRU증감에 따라 유역말단부에서 유량의 변화는 실제로 크게 변화하지 않는 것으로 나타났으며, 따라서 PRMS 모형은 준 분포형적인 성질보다는 오히려 집중형의 성질을 갖는 모형임을 알 수 있었다. 반면, 용담댐유역의 지형입력자료를 USGS의 입력 자료형식으로 변환하고 소유역과 HRU를 고정한 후 최적화 과정을 통하여 유역특성의 매개변수를 설정하였고 이를 실측치와 비교하여 국내 유역의 PRMS 모형의 적용성을 검증하였다. 그 결과 실측자료의 정확성이 제고될 경우, PRMS 모형은 장기 유출특성을 잘 모사하는 모형으로 적용이 가능할 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.205-214
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• 2007

본 연구의 목적은 IPCC SRES A2 기후변화 시나리오를 이용하여 지역 스케일의 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 평가할 수 있는 유출시나리오를 생산하는 것이다. 장기유출분석을 위해 PRMS 모형을 선정하였다. 유역별 PRMS 모형의 매개변수를 결정하기 위해 6개 댐유역에서 매개변수를 보정하고 지역화방법을 이용하여 미계측유역으로 전이하였다. 3개 댐유역을 미계측유역으로 가정하고 지역화방법으로 전이된 매개변수를 이용하여 모의능력을 분석하였다. 관측치와 모의치의 통계치를 분석한 결과 지역화방법을 통한 미계측유역의 유출분석은 유용한 것으로 나타났다. 생산된 시나리오의 신뢰성을 분석하기 위해 4개의 상류댐지점의 관측치와 비교하였다. 분석결과 기후시나리오 생산을 위한 기상관측소의 선정이 유역별 기후시나리오의 신뢰성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유출시나리오를 이용하여 기준기간 30년($1971{\sim}2001$년)과 미래 90년($2001{\sim}2030$년， $2031{\sim}2060$년， $2061{\sim}2090$년)에 대해 수자원의 변동성을 분석한 결과 연평균유출량은 기준기간에 비해 대체적으로 한강유역에서는 증가하고， 나머지 유역에서는 감소하는 것으로 나타났다.