• Earthquakes and Structures
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• 제19권6호
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• pp.471-484
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• 2020

Previous earthquakes show that, structural safety evaluations should include the evaluation of nonstructural components. Failure of nonstructural components can affect the operational capacity of critical facilities, such as hospitals and fire stations, which can cause an increase in number of deaths. Additionally, failure of nonstructural components may result in economic, architectural, and historical losses of community. Accelerations and random vibrations must be under the predefined limitations in structures with high technological equipment, data centers in this case. Failure of server equipment and anchored server racks are investigated in this study. A probabilistic study is completed for a low-rise rigid sample structure. The structure is investigated in two versions, (i) conventional fixed-based structure and (ii) with a base isolation system. Seismic hazard assessment is completed for the selected site. Monte Carlo simulations are generated with selected parameters. Uncertainties in both structural parameters and mechanical properties of isolation system are included in simulations. Anchorage failure and vibration failures are investigated. Different methods to generate fragility curves are used. The site-specific annual hazard curve is used to generate risk curves for two different structures. A risk matrix is proposed for the design of data centers. Results show that base isolation systems reduce the failure probability significantly in higher floors. It was also understood that, base isolation systems are highly sensitive to earthquake characteristics rather than variability in structural and mechanical properties, in terms of accelerations. Another outcome is that code-provided anchorage failure limitations are more vulnerable than the random vibration failure limitations of server equipment.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권6호
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• pp.575-585
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• 2020

In this numerical study, the 2D dynamic behavior of a clayey basin and its effect on damage pattern over basin edge are investigated. To attain this goal, a fully nonlinear time domain analysis method has been applied. Then, the fragility curves of the considered two typical industrial structures for that certain point are estimated using the acceleration time histories recorded at each surface point. The results show that the use of the damage related parameters in site effect analyses, instead of amplification curves, can yield more realistic estimation of the basin dynamic response. In a distance about 150 m from outcrop at the basin edge, the differences between fragility curves increase when increasing the distance from outcrop with respect to the reference rock site. Outside this region and towards the basin center, they tend to occur in rather single curves. Furthermore, to connect the structural damage to the basin edge effect, the earthquake demand value at different points for two typical structures was evaluated. It was seen that the probability of occurrence of damage increases over 250 m from outcrop, while the effect of the basin edge was limited to 150 m in case of the basin edge evaluation by using fragility curves.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권2호
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• pp.229-244
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• 2022

This paper investigates the seismic performance of buildings designed using DDBD (Direct Displacement based Design) and FBD (Force based Design) approaches from the probabilistic viewpoint. It aims to estimate the collapse capacity of structures and assess the adequacy of seismic design codes. In this regard, (i) IDA (Incremental Dynamic Analysis) curves, (ii) interstory drift demand distribution curves, (iii) fragility curves, and (iv) the methodology provided by FEMA P-695 are applied to examine two groups of RC moment resistant frame buildings: 8-story structures with different plans, to study the effect of different span arrangements; and 3-, 7- and 12-story structures with a fixed plan, to study the dynamic behavior of the buildings. Structural modeling is performed in OpenSees software and validated using the results of an experimental model. It is concluded that increasing the building height would not significantly affect the response estimation of IDA and fragility curves of DDBD-designed structures, while the change in span arrangements is effective in estimating responses. In the investigation of the code adequacy, unlike the FBD approach, the DDBD can satisfy the performance criteria presented in FEMA P-695 and hence provide excellent performance.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권4호
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• pp.1312-1320
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• 2022

The earlier studies have analyzed theoretical links between nuclear energy and carbon dioxide (CO₂) emissions concerning territorial (or production-based) emissions. Here using the latest available dataset, this study explores the impacts of nuclear energy on production-based and consumption-based CO₂ emission in the era of globalization for the Organization for Economic Co-operation and Development (OECD) countries. The Driscoll-Kraay regression method reveals that nuclear energy is beneficial for the reduction of production-based CO₂ emissions. However, it is revealed that nuclear energy does not reduce consumption-based CO₂ emissions that are traded internationally and hence not comprised in conventional production-based emissions (territory) inventories. Globalization tends to reduce both production-based and demand-based carbon emissions. Finally, Environmental Kuznets Curve (EKC) is validated for both kinds of CO₂ emissions. The findings may deliver practical policy implications related to nuclear energy and CO₂ emissions for selected countries.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권4호
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• pp.311-322
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• 2023

Riverine flood is one of the critical natural threats to river-crossing bridges. As floods are the most-occurred natural hazard worldwide, survival probability of bridges due to floods must be assessed in a speedy but precise manner. In this regard, the paper presents a reliability-based approach for a rapid assessment of failure probability of vulnerable bridge components under floods. This robust method is generic in nature and can be applied to both concrete and steel girder bridges. The developed methodology essentially utilizes limit state performance functions, expressed in terms of capacity and flood demand, for probable failure modes of various vulnerable components of bridges. Advanced First Order Reliability Method (AFORM), Monte Carlo Simulation (MCS), and Latin Hypercube Simulation (LHS) techniques are applied for the purpose of reliability assessment and developing flood fragility curves of bridges in which flow velocity and water height are taken as flood intensity measures. Upon validating the proposed method, it is applied to a case study bridge that experiences the flood scenario of a river in Gujarat, India. Research outcome portrays how effectively and efficiently the proposed reliability-based method can be applied for a quick assessment of flood vulnerability of bridges in any flood-prone region of interest.

• 지능정보연구
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• 제20권4호
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• pp.1-23
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• 2014

시장 예측은 일정 기간 동안 소비자에게 판매되는 동종 제품 또는 서비스의 수량 혹은 매출액의 규모를 추정하는 활동으로 정의할 수 있다. 정확한 시장 예측은 기업의 입장에서 새로운 제품의 도입시기 결정, 제품 설계, 생산계획 수립, 마케팅 전략 수립 등에 활용됨으로써 경영활동에 있어 효율적인 의사결정을 내릴 수 있게 하고, 정부의 입장에서는 발전 가능성이 있는 분야에 국가예산을 더 배분할 수 있는 효율적인 예산수립이 가능하게 한다. 본 연구는 정보통신기술(Information and Communication Technology: ICT) 분야의 제품 및 서비스에 대해서 과거의 시계열 자료를 이용하여 시장 성장곡선을 도출하고, 성장패턴이 비슷한 그룹으로 분류하여, 산업 내 시장에 대해 이해하고, 제품들의 미래 전망을 예측하는 데 목적이 있다. 다양한 아이템들을 통일되고 일관적인 방법으로 예측하기 위하여, 로지스틱 모형, 곰페르츠 모형, Bass 모형의 세 가지 전통적인 성장모형과 로지스틱 모형이나 곰페르츠 모형에서 도출되는 잠재시장 크기를 Bass 모형에 결합시킨 두 가지 하이브리드 성장모형을 개발하여 비교 분석하였다. 데이터 설명력이 우수한 로지스틱 + Bass 모형을 최적의 모형으로 선정하여 ICT 제품 및 서비스들 각각의 시장 성장곡선 모수를 확인하였다. 도출된 모수를 데이터로 하여, 자기조직화 지도 알고리즘을 통해, 5개의 의미 있는 영역으로 구분된 시장 성장패턴 지도가 구축되었는데, 각 영역별로 차별화된 특징과 성장패턴을 가지고 있었다. 본 연구에서 제안한 프로세스 및 시스템은 산업 시장 분석 시스템의 수요 예측 기능으로 활용될 수 있으며, ICT 산업뿐만 아니라 다양한 산업 및 분야에도 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한교통학회지
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• 제27권2호
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• pp.157-168
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• 2009

개인여객이 운송수단을 선택하여 얻는 효용은 시간, 비용 등의 운송특성과 소득 등 개인특성의 함수이다. 기존 연구에서는 일반적으로 운송특성이 여객효용에 미치는 효과를 추정하기 위한 방법으로 운송특성변수에 대해 선형인 효용함수를 전제로 한 무작위 효용모형을 이용하여 왔다. 그러나 본 논문에서는 개인여객의 효용극대화를 분석하는 방법으로서 운송수단선택행위가 소비, 여가, 소득창출 등 보다 본원적인 활동으로부터 파생된다는 점에 주목하여, 다시 말해, 개인의 본원적 활동에 따른 효용극대화 관점에서 운송수단선택에 따른 효용이 진정으로 선형의 형태를 지니고 있는지를 살펴보았다. 이론적 결론은 첫째, 본원적 활동에 따른 효용이 소비와 여가만의 함수일 때 선형가정은 운송시간의 일부구간에서 진실이다. 둘째, 만일 효용이 노동활동이나 운송시간에 의해 직접 영향을 받을 경우 운송특성에 따른 효용의 선형성은 극단적인 상황이 아니면 성립하지 않는다. 따라서 운송특성에 따른 효용의 크기를 추정하기 위해선 선형이 아닌 보다 일반화된 함수에서의 근사가 요구된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.569-575
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• 2020

최근, 화석연료 고갈과 온실 가스 배출에 대한 우려가 높아지면서 신·재생 에너지 기술에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 휴대용 전자기기 및 웨어러블 디바이스의 수요가 증가하고 IT기기들이 소형화되면서 배터리의 크기, 사용시간 등의 한계를 극복하기 위한 기술로 에너지 하베스팅이 있다. 본 논문에서는 열전소자의 V-I 특성곡선과 내부저항을 분석하고, 기존의 MPPT제어방식을 비교하였다. P&O제어방식은 열전소자의 전압, 전류를 측정하기 위한 센서 2개를 사용해야하기 때문에 경제적으로 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 출력전압 조절을 위한 센서1개만을 이용하여 MPP를 추적하는 새로운 MPPT제어방식을 제안한다. 제안하는 MPPT제어방식은 duty ratio와 부하의 출력전압의 관계를 이용하였으며, DC-DC Converter의 출력전압을 주기적으로 샘플링하여 duty ratio를 증가 또는 감소시켜 최적의 duty ratio를 찾아 MPP를 유지하도록 제어된다. DC-DC Converter는 Two-Switch 토폴로지인 Cascaded boost-Buck Converter를 이용하여 회로도를 설계하였다. 제안된 MPPT 제어방식은 PSIM 시뮬레이션을 이용한 모의실험을 통하여 검증하였고, 그 결과 열전소자의 V-I 특성곡선으로부터 얻어지는 MPP에서 전압×전류 및 전력값(V=4.2V, I=2.5A, P=10.5W)과 일치함을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권1호
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• pp.59-66
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• 2017

Modern seismic codes rely on performance-based seismic design methodology which requires that the structures withstand inelastic deformation. Many studies have focused on the inelastic deformation ratio evaluation (ratio between the inelastic and elastic maximum lateral displacement demands) for various inelastic spectra. This paper investigates the inelastic response spectra through the ductility demand ${\mu}$, the yield strength reduction factor $R_y$, and the inelastic deformation ratio. They depend on the vibration period T, the post-to-preyield stiffness ratio ${\alpha}$, the peak ground acceleration (PGA), and the normalized yield strength coefficient ${\eta}$ (ratio of yield strength coefficient divided by the PGA). A new inelastic deformation ratio $C_{\eta}$ is defined; it is related to the capacity curve (pushover curve) through the coefficient (${\eta}$) and the ratio (${\alpha}$) that are used as control parameters. A set of 140 real ground motions is selected. The structures are bilinear inelastic single degree of freedom systems (SDOF). The sensitivity of the resulting inelastic deformation ratio mean values is discussed for different levels of normalized yield strength coefficient. The influence of vibration period T, post-to-preyield stiffness ratio ${\alpha}$, normalized yield strength coefficient ${\eta}$, earthquake magnitude, ruptures distance (i.e., to fault rupture) and site conditions is also investigated. A regression analysis leads to simplified expressions of this inelastic deformation ratio. These simplified equations estimate the inelastic deformation ratio for structures, which is a key parameter for design or evaluation. The results show that, for a given level of normalized yield strength coefficient, these inelastic displacement ratios become non sensitive to none of the rupture distance, the earthquake magnitude or the site class. Furthermore, they show that the post-to-preyield stiffness has a negligible effect on the inelastic deformation ratio if the normalized yield strength coefficient is greater than unity.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.75-84
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• 2023

대다수의 개발도상국은 물수급 계획을 위한 수문 자료 부재로 장기유출량 산정이 불가능하며, 물 분배 의사결정을 진행하는데 합리적인 물수급 계획을 수립하기가 어려운 상황이다. 연구대상지역인 인도네시아 반둥지역은 급격한 도시화 및 인구집중으로 심각한 상수부족 상황이며 물수지 예측 방안이 구축되어 있지 않아 상수도 보급률이 약 20% 정도 수준이다. 이에 본 연구에서는 개발도상국에서의 물수지 예측접근방안을 제시하기 위해 MODSIM(Modified SIMYLD) 네트워크 모형 활용한 이수안전도 및 용수공급 가능량을 분석하였다. MODSIM 모형의 적정성을 검토하기 위해 비유량법을 적용하여 Pataruman 관측소의 19개년(2002~2020년) 유출량 자료를 기준으로 장기유출량을 산정하고 물수지 분석을 수행하였다. 분석결과 기존 월별 최적운영곡선과 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 발전소의 발전용량을 분석한 결과 0.30~0.50% 정도 차이가 났으며, Pataruman 지점 이수안전도는 Q95% 유량 기준 1.64%, Q355 유량 기준 0.47% 높게 나타났다. 기존 저수지 최적운영곡선과 비교한 운영효율이 1% 내외로 유사하게 계측되어, 이를 통해 MODSIM 네트워크 모형을 이용한 용수공급 평가 가능성과 용수공급시설의 필요성을 확인할 수 있었다.