As for the safety evaluation of existing large-scale structures, methods for estimation of the structural and dynamic properties are studied. Sequential prediction error method in time domain and improved FRF estimator in frequency domain are comparatively studied. For this purpose, impact tests of 2 bay 3 floor steel frame structure are performed. Results from both methods are found to be consistent to each others, however those from the finite-element analysis are slightly different from experimental results.
In this paper, we propose a new concept for error estimation in finite element solutions, which we call mode-based error estimation. The proposed error estimation predicts a posteriori error calculated by the difference between the direct finite element (FE) approximation and the recovered FE approximation. The mode-based FE formulation for the recently developed self-updated finite element is employed to calculate the recovered solution. The formulation is constructed by searching for optimal bending directions for each element, and deep learning is adopted to help find the optimal bending directions. Through various numerical examples using four-node quadrilateral finite elements, we demonstrate the improved predictive capability of the proposed error estimator compared with other competitive methods.
본 논문에서는 LZ78 알고리즘으로 압축된 데이터의 오류 검출 알고리즘을 제안하였다. 기존의 비트 오류를 검출하는 방법들은 송신 단에서 패리티(parity) 비트를 추가하여 전송한 후, 수신 단에서 값이 '1'인 비트의 개수를 이용하여 오류를 검출하는 방법을 사용하였다. 이러한 기존의 방법들은 오류 검출을 위하여 추가적인 비트를 사용하는데 이는 데이터의 크기를 줄이는 것을 목적으로 하는 압축 데이터에 대해서는 적합하지 않은 방법이다. 따라서 본 논문에서는 LZ78 알고리즘 기반의 압축 데이터에서 추가적인 비트를 사용하지 않고 알고리즘의 구조적인 특성을 이용하여 오류를 검출하는 방법을 제안하였다. 실험을 통하여 제안하는 알고리즘의 오류 검출율에 대한 효율이 기존의 오류 검출 알고리즘에 비해 약 1.3 배 높은 효율을 가지는 것을 보였다.
본 연구는 철도관제사의 인적오류를 유발하는 요인이 무엇인지를 AMOS 구조방정식 모형을 활용하여 탐색적으로 검증하려는 목적에서 시도되었다. 관제사와 관련된 문헌연구를 토대로 피로와 스트레스를 외생변인, 정보처리과정에서의 오류(인지, 기억, 저장 및 실행오류)를 내생변인, 그리고 종속변인으로 책임사고와 아차사고를 설정하였다. 여러 기관의 현직관제사 201명의 설문을 분석한 결과, '스트레스 ${\rightarrow}$ 기억오류 ${\rightarrow}$ 저장오류 ${\rightarrow}$ 아차사고 ${\rightarrow}$ 책임사고'의 인과관계 고리가 성립한다는 것을 발견하였다. 이 같은 연구결과는 인적오류와 관련하여 관제사의 사고 저감을 위해서는 그 선행요인인 스트레스를 효과적으로 관리하여 정보처리과정에서의 기억 및 실행오류를 저감시킬 필요가 있다는 것을 시사한다.
One of the most versatile approaches for analyzing the dynamic behavior of structural systems is direct time integration of semi-discrete equations of motion. However responses computed by time integration are generally inexact and hence the corresponding errors would rather be studied in advance. In spite of the various error estimation formulations that exist in the literature, it is accepted practice to repeat the analyses with smaller time steps, followed by a comparison between the results. In this paper, after a review of this simple method and disregarding the round-off errors, a more efficient, reliable and yet simple method for estimating errors and enhancing the accuracy is proposed. The main objectives of this research are more realistic error estimation based on the concept of convergence, approximately controlling the reliability by comparing the actual rate of convergence with the integration method's order of accuracy, and enhancement of reliability by applying Richardson's extrapolation. Starting from the errors at specific time instants, the study is then generalized to cases in which the errors should be estimated and decreased at specific events e.g. peak responses. Numerical study illustrates the efficacy of the proposed method.
탑재된 광학카메라 또는 영상레이더를 이용하여 지구관측 임무를 수행하는 저궤도 지구관측위성은 지상으로부터 수 백 km 고도의 궤도상에서 극심한 열하중을 받게 된다. 이로 인하여 구조체의 열변형이 발생하게 되고 결과적으로 구조체에 장착된 탑재체가 지상의 원하는 지점을 관측하지 못하는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 열변형에 의한 탑재체의 지향방향의 변화를 열지향오차라고 한다. 열지향오차 해석은 열해석, 온도값 변환 및 구조해석의 세 단계로 수행된다. 본 논문에서는 열지향오차 해석을 통하여 위성의 임무수행 가능성을 기술하는것을 목적으로 하였다.
This paper presents several applications of an improved estimator of the constitutive relation error (CRE) for plasticity problems. The cumulative aspect of the CRE estimator with respect to time is analyzed and we propose a first analysis of the local effectivity indexes of the CRE estimator in plasticity.
In this study, a process is proposed to calculate analytical correction values for the vertical shortening of all columns on all floors in a high-rise building that minimizes the error between the structural analysis predictions and values measured during construction. The weight ratio and the most probable value were accordingly considered based on the properties of the shortening value analyzed at several points in each construction stage and the distance between these measured points and unmeasured points at which the shortening was predicted. The effective range and shortening value normalization were considered using the column grouping concept. These tools were applied to calculate the error ratio between the predicted and measured values on a floor where a measured point exists, and then determine the estimated error ratio and estimated error value for the unmeasured point using this error ratio. At points on a floor where no measured point exists, the estimated error ratio and the estimated error value were calculated by applying the most probable value considering the weight ratio for the nearest floor where measured points exist. In this manner, the error values and estimated error values can be determined at all points in a structure. Then, the analytical correction value, defined as this error or estimated error value, was applied by adding it to the predicted value. Finally, the adequacy of the proposed correction method was verified against measurements by applying the analytical corrections to all unmeasured points based on the points where the measurement exists.
Finite element analysis is one of the important methods to study the structural performance. Due to the simplification, discretization and error of structural parameters, numerical model errors always exist. Besides, structural characteristics may also change because of material aging, structural damage, etc., making the initial finite element model cannot simulate the operational response of the structure accurately. Based on Bayesian methods, the initial model can be updated to obtain a more accurate numerical model. This paper presents the work on the field test, modal identification and model updating of a Chinese reinforced concrete pagoda. Based on the ambient vibration test, the acceleration response of the structure under operational environment was collected. The first six translational modes of the structure were identified by the enhanced frequency domain decomposition method. The initial finite element model of the pagoda was established, and the elastic modulus of columns, beams and slabs were selected as model parameters to be updated. Assuming the error between the measured mode and the calculated one follows a Gaussian distribution, the posterior probability density function (PDF) of the parameter to be updated is obtained and the uncertainty is quantitatively evaluated based on the Bayesian statistical theory and the Metropolis-Hastings algorithm, and then the optimal values of model parameters can be obtained. The results show that the difference between the calculated frequency of the finite element model and the measured one is reduced, and the modal correlation of the mode shape is improved. The updated numerical model can be used to evaluate the safety of the structure as a benchmark model for structural health monitoring (SHM).
본 논문에서는 다목적 구조물인 다중연결 해양부유체를 대상으로 변형 기반 모드 차수축소법을 적용하고 차수축소모델의 구조응답 예측 성능을 향상시키기 위해 유전 알고리즘 기반의 센서 배치 최적화를 수행하였다. 다중연결 해양부유체의 차수축소모델 생성에 필요한 변형 기반 모드 데이터를 얻기 위해 다양한 규칙파랑하중조건에 대한 유체-구조 연성 수치해석을 수행하고 변형 기반 모드의 직교성, 자기상관계수를 이용하여 주요 변형 기반 모드를 선정하였다. 다중연결 해양부유체의 경우 차수축소모델의 구조응답 예측 성능이 계측 및 예측 구조응답 위치에 따라 민감하기 때문에 유전 알고리즘 기반의 최적화를 수행하여 최적의 센서 배치를 도출하였다. 최적화 결과, 모든 센서 배치 조합에 대한 차수축소모델 생성 및 예측 성능 평가 대비 약 8배의 계산 비용을 절감하였으며, 예측 성능 평가 지표인 평균 제곱근 오차가 초기 센서 배치보다 84% 감소하였다. 또한, 다중연결 해양부유체 모형시험 결과를 이용하여 불규칙파랑하중에 대한 최적화된 센서 배치의 차수축소모델의 구조응답 예측 성능을 평가 및 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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