Hore, Sirshendu;Chatterjee, Sankhadeep;Sarkar, Sarbartha;Dey, Nilanjan;Ashour, Amira S.;Balas-Timar, Dana;Balas, Valentina E.
Structural Engineering and Mechanics
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제58권3호
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pp.459-473
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2016
Various vague and unstructured problems encountered the civil engineering/designers that persuaded by their experiences. One of these problems is the structural failure of the reinforced concrete (RC) building determination. Typically, using the traditional Limit state method is time consuming and complex in designing structures that are optimized in terms of one/many parameters. Recent research has revealed the Artificial Neural Networks potentiality in solving various real life problems. Thus, the current work employed the Multilayer Perceptron Feed-Forward Network (MLP-FFN) classifier to tackle the problem of predicting structural failure of multistoried reinforced concrete buildings via detecting the failure possibility of the multistoried RC building structure in the future. In order to evaluate the proposed method performance, a database of 257 multistoried buildings RC structures has been constructed by professional engineers, from which 150 RC structures were used. From the structural design, fifteen features have been extracted, where nine features of them have been selected to perform the classification process. Various performance measures have been calculated to evaluate the proposed model. The experimental results established satisfactory performance of the proposed model.
최근 공학분야에서 다루어지고 있는 문제의 규모가 대형화하고 있으며 이러한 대형구조물의 구조설계는 부재의 강도설계 및 절점의 변위조절을 위하여 많은 수의 구조해석을 요구한다. 한 대의 개인용 컴퓨터에 의한 대형구조물의 구조해석은 대용량의 기억장치와 많은 계산 시간이 요구되므로 반복적 해석이 필요한 대형구조물의 설계에 효율적으로 이용되기 어려운 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제에 대한 대안으로 다수의 개인용 컴퓨터들을 네트워크로 연결하여 고성능 병렬연산시스템을 구성하고 이에 적합한 두 가지 형태의 분산구조방정식해법들을 반복법인 PCG 알고리즘을 이용하여 개발하였다. 대형구조물을 위한 분산구조해석법은 구조해석 과정에 요구되는 각 컴퓨터 상호 간의 통신회수와 통신량을 최소화할 수 있도록 개발되었다. 분산구조해석법의 성능은 대규모 3차원 트러스 구조물 및 144층 가새 튜브구조물의 구조해석에 적용하여 분석하였다.
A conservative finite-volume numerical method for unstructured grids with the cell-centered method has been developed for computing flow and heat transfer by combining the attractive features of the existing pressure-based procedures with the advances made in unstructured grid techniques. This method uses an integral form of governing equations for arbitrary convex polyhedra. Care is taken in the discretization and solution procedure to avoid formulations that are cell-shape-specific. A collocated variable arrangement formulation is developed, i.e. all dependent variables such as pressure and velocity are stored at cell centers. For both convective and diffusive fluxes the forms superior to both accuracy and stability are particularly adopted and formulated through a systematic study on the existing approximation ones. Gradients required for the evaluation of diffusion fluxes and for second-order-accurate convective operators are computed by using a linear reconstruction based on the divergence theorem. Momentum interpolation is used to prevent the pressure checkerboarding and a segregated solution strategy is adopted to minimize the storage requirements with the pressure-velocity coupling by the SIMPLE algorithm. An algebraic solver using iterative preconditioned conjugate gradient method is used for the solution of linearized equations. The flow analysis code (PowerCFD) developed by the present method is evaluated for its application to several 2-D structured-mesh benchmark problems using a variety of unstructured quadrilateral and triangular meshes. The present flow analysis code by using unstructured grids with the cell-centered method clearly demonstrate the same accuracy and robustness as that for a typical structured mesh.
이 논문에서는 반무한 고체영역의 표면에서 측정한 변위응답의 시간이력으로부터 유한요소망 연속기법을 이용해 탄성파 속도의 공간적 분포를 추정하는 역해석 문제를 소개한다. 반무한 영역에서의 역해석을 위해서는 해석 대상이 되는 유한영역의 경계에서 파동의 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 유한영역의 경계면에 perfectly-matchedlayers(PMLs)라는 수치적 파동흡수층을 도입하였고, PML을 경계로 하는 유한영역에서 역해석 문제를 정의하였다. 이 문제를 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 표현하였으며, 라그랑주 승수법에 기초한 비구속 최적화 기법에 의해 탄성파속도의 최적 분포를 결정하였다. 해의 정확도와 수렴성을 높이기 위해 유한요소망 연속기법을 도입하여 점진적으로 밀도가 증가하는 유한요소망에 대해 연속적으로 역해석을 수행하였다. 1차원 예제들을 통해 유한요소망 연속기법을 이용한 역해석으로부터 탄성파속도의 분포를 정확히 추정할 수 있음을 확인하였으며, 측정 응답에 노이즈가 존재하는 경우에도 제안한 역해석 기법은 목표 탄성파속도 분포에 근사한 결과를 도출하였다.
Tyrtshnikov[9]의 연구에서는 토플리츠 선형시스템에서 토플리츠 선행조건으로 일반해를 구하는 방법들을 제시하고 있다. 또한 대칭 토플리츠 행렬에서의 선행조건 행렬을 선택하는 방법도 소개 하였다. 본 연구는 토플리츠 시스템에서 새롭게 선행조건 찾는 방법을 소개하고 있으며, 선행조건행렬들의 분석을 통해 대칭 토플리츠 행렬의 고유값들과 대칭 토플리츠행렬로 부터 생성된 선행조건행렬의 고유값들이 매우 근접하다는 결과를 나타내고 있다. 즉, 선행조건시스템 $C_0^{-1}T$의 고유값들은 1에 모두 접근하게되면, 선행조건 시스템의 수렴속도는 superlinear이다. 본 연구에서 생성된 선행조건행렬 $C_0$은 선행조건시스템의 superlinear의 수렴속도로 계산하게 된다. 또한 토플리츠 행렬은 이미지 프로세싱이나 시그널 프로세싱에서 많이 응용되고 있으므로 본 연구에서 개발한 선행조건행렬로부터 다양한 응용성을 높일 수 있다. 본연구의 또 다른 특징은 토플리츠 행렬의 중요한 성질을 보존하면서 선행조건행렬을 생성하였다.
The flow and heat transfer characteristics of a heat exchanger having rectangular pin-fin in the flow direction have been investigated numerically. On the bottom plate, the convective boundary conditions for the hot side was given, and the fins were arranged in a channel-type geometric model using the periodic boundary condition in the span-wise direction. Three-dimensional numerical calculations for the flow and conjugate heat transfer problem were conducted using SIMPLE algorithm and $k-{\varepsilon}$ turbulence model. For the slanted pin-fin models, it was found that the downward cooling flow is generated due to the downward pressure gradient component, which can enhance the heat transfer performance near the bottom surface and the fin stem region. Four different inclined angles were considered in the Reynolds number range of 13,500-55,000. The aero-thermal performance of the slanted pin-fin heat exchangers, such as the volume and area goodness factors, were summarized and compared with the baseline plate-fin type heat exchanger quantitatively.
본 연구에서는 구조계와 제어계가 결합된계에 대하여, 성능 평가함수의 구조 설계변수에 대한 감도를 Riccati방정식으로부터 직접 해석할 수 있는 효율적인 방안을 제시하여 동시최적설계가 가능토록한다. 그리고 유색잡음의 불규칙 노면입력을 받는 차체탄성을 고려한 Hac의 2륜 차량의 모델에 LQG제어를 행한 경우에 대하여, 본 연구 방법을 적용시켜 동시 최적화를 수행한 제어성능 특성을 종래의 최적제어만에 의한 제어성능과 비교, 검토 한다. 구조설계변수로는 현가장치의 강성특성, 감쇠특성 및 현가장치 지지점의 위치로 선정한다.
Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for detection of antibodies to reticuloendotheliosis virus (REV) at single serum dilution was standardized. REV HI, one of the Korean field isolates, was inoculated into chicken embryo fibroblast (CEF) cells and was harvested from the culture fluids and cells after 10 to 12 days. Viruses were purified by centrifugation at the $107,000{\times}g$ for 12 hours on 20, 30, 45% (W/V) sucrose gradient. Virus specific fraction was collected and used as ELISA antigen. To standardize ELISA, the optimal concentration of coating antigen ($1{\mu}g/well$) and conjugate (1/1000) was determined by corrected OD (OD value of positive serum-OD value of negative serum) and P/N ratio (OD value of positive serum/OD value of negative serum). To calculate ELISA titer by measuring absorbance at 1/400 single serum dilution, serum titrations were carried out for various sample sera together with standard positive and negative sera. The observed titers of serum samples were plotted against sample/positive (s/p) ratios at 1/400 serum dilution. From the above data, the ELISA titers could be calculated by the equation of $log_{10}$ ELISA titer = 2.2763 ($log_{10}$ s/p) + 3.482 (r = 0.93). For evaluating the sensitivity, the standardized method were compared with conventional agar gel immunodiffusion (AGID) test method using serum samples collected from REV infected field chicken flocks. Fifty seven of 60 samples (95%) were positive for REV by ELISA, whereas only 11 (18.3%) samples were positive by AGID test. This results suggested that the ELISA tests developed in this study could be used for detection of antibodies to REV with high sensitivity.
본 논문에서는 국내 광대역 CDMA WLL(Wireless Local Loop) 규격올 적용한 스마트안테나 시스템의 빔 형성모듈을 설계, 제작하여 본 연구실에서 제안한 빔형성 알고리즘의 수신신호 성능을 실시간으로 분석할 수 있는 시연시스템을 제안하였다. 본 논문에서 소개되는 시연시스템은 범형성모듈뿐 아니라, 빔형성모듈의 성능을 확인 . 평가. 분석하기 위한 PC와 인터페이스 장치인 테스트 모률(신호생성모률)이 포함된다. 빔형성모율 에서는 자체 개발한 CGM(Conjugate Gradient Meth떠)알고리즘을 이용하여 최적의 웨이트 벡터를 생성시켜 주며, 계산된 웨이트 빽터는 PC로 전달되어 다양한 성능분석을 수행하게 한다. 스마트 안테나 시스템을 직접 구현 하여 성능을 분석한 결과, CDMA WLL 기지국에 스마트 안테나를 사용함으로써 대폭적인 통신품질 향상 및 용량 증대가 될 것으로 판단된다.
최근에 CG 반복법을 이용하여 레이레이 계수를 최소화함으로써 대칭행렬의 내부고유치를 구하는 방법이 개발되었다 그리고 이 방법은 병렬계산에 매우 적합하다. 적절한 준비행렬의 선택은 수렴속도를 향상시킨다. 우리는 본 연구에서 이를 위한 병렬준비행렬들을 비교한다. 고려된 준비행렬들은 Point-SSOR, 다중색채하의 ILU(0)와 Block SSOR이다. 우리는 128개의 노드를 가진 CRAY-T3E에서 구현하였다. 프로세서간의 통신은 MPI 리이브러리를 사용하였다. 최고 512$\times$512 행렬까지 시험하였는데 이 행렬들은 타원형 편미분방정식의 근사화에서 얻어졌다. 그 결과 다중색채 Block SSOR이 가장 성능이 우수한 것으로 판명되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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